【杂谈理解】电源芯片设计选型

news2024/11/19 20:31:48

前言

  看B站UP主达尔闻关于电源视频,做的笔记。下述内容中,如有芯片比较皆是性能层面的比较,暂未考虑成本。且老师在视频中,也多次建议说,可以多关注比较新兴的芯片,一般会是有更好的性能。讲的真的很好,笔记也也不能很好概括,建议大家有学习需求的可以去看看原视频。

视频地址:电源芯片大盘点!超详细选型攻略?经典VS新兴哪个好

四大类型

视频中分类

在这里插入图片描述

  • REF电压基准源(LTC6655>REF3325)(分流/并联型,串联型)
    • 低噪声
      • 虽然日常用的干电池,锂电池在测试时噪声很低,但是在长期使用的过程中会逐渐变得不稳定,所以不适合直接做基准源。
    • 初始电压精度
      • 芯片手册会标注,例如:High Accuracy: ±0.025% Max
    • 温度稳定性
      • 芯片手册会标注,例如:Low Drift: 2ppm/°C Max,意思是每度百万分之二。
    • 长期漂移
      • 芯片手册会标注,例如:Long-Term Drift (LS8): 20ppm/(根号)(kHr),意思是根号下每千小时会漂移百万分之二。
    • 静态电流
      • 一般是手持终端要重视的地方,Low Operating Current: 800nA
  • LDO线性稳压器(LT1763)
    • 输出电流能力
    • 芯片最小压差
    • 实际工况压差
    • 封装热阻
    • 低噪声
    • 瞬态响应
      • 当负载电流发生转变时,电压调整速度。电容可以进行一定的控制。
    • 静态电流
  • Buck开关电源(LM8614>LM53603>LM2596)/ Boost开关电源
    • 输入输出电压
      • 电压瞬态过压波形,例如:直流5V的适配器热拔插时的瞬态电压峰值能有九点多。1.5倍~2倍耐压,如果是板级可以选1.5倍的,如果是拔插线的最后按两倍来选。
    • 输出电流能力
      • 一般的DC/DC效率,在50%负载的时候效率最大化,所有说选输出电流时,可以看最大输出的电流的一半,是否符合系统长期供电的要求,且系统要的最大峰值比较大的话,选型时还要在主要下最大输出电流能力。
    • 开关频率
    • 转换效率
    • 瞬态响应
      • 可以简单的认为,开关频率高,补电能力更好。
    • 纹波及EMI
      • 寄生电感来源:PCB走线,芯片内部bond线,电容的寄生电感,MOSFET的内部走线
      • SW端(在Vout的电感的一端),抖动比较大。在一些新品的芯片中,主要有下列因数去降低:两个Vin做环路。改善芯片封装,降低寄生电感。
    • 最大占空比(Buck)
      • 主要影响在电压输入输出方面,例如锂电池,在使用时电压是会下降的,当输入电压要等于输出电压时,如果最大占空比做不到100%,那很显然,是做不到输入电压等于输出电压的。
    • 输出隔离(Boost)
      • 当升压停止时,输出端还有从输入端流入的电压,就属于是没隔离。针对芯片本身没有输出隔离的,可以在输出端接MOS管,在连接到芯片来实现。

扩展

  • 问题:为何要使用外置MOSFET开关电源控制器
    • 转换效率
    • 封装热阻
      • 外置的导通电流大,像TI的TPS53XXX的可以达到几百安了。内置的一般不能超过几十安。
    • 内置MOS的RdsON
    • 多通道多相位
  • 关于学习的建议
    1. 要学会去各大公司的官网,去做参数的筛选和检索,因为就算是经典的电路也会有过时的时候。要去学会去查询。

    2. 数字电路不等于模拟电路。仿真不能解决下述问题:减少优化电路板的阻抗,电流环路对性能的影响。最简单的解决方法,参照电源芯片规格书的布局走线建议。

      在这里插入图片描述

知识

  • LDO线性稳压器
    1. 要尽可能降低工况压差,选型时挑选输入输出接近的。
    2. 当输出电流达到5安10安以上时,不建议用LDO了,芯片会太热。
  • Buck开关电源/ Boost开关电源频率可调的好处
    1. 优化效率
    2. 优化EMI
    3. 优化占板面积
    4. 车载应用避开AM频段(535~1656KHz)
  • 影响Buck开关电源/ Boost开关电源转换效率因数
    1. 是否同步整流
    2. 开关损耗
    3. 电感因数
    4. PWM斜率及死区时间

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