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好的开关电源模块要怎么样设计?

作者:嘉芯业科技 来源:本站 最新更新于:2020-01-09 11:26:19 分享:
通常要选择一个理想的电源解决方案,必须根据不同的应用选择不同的电源模块,但是在大多数时候,市场、尺寸、功耗及成本决定了采用什么样的电源模块
 
 
 
首先要评估体系的电源模块需求
 
对于电子体系,电源模块需求不仅仅是关心输入电压、输出电压和电流,还要考虑功耗,电源服从,电源对负载转变的瞬态相应能力,关键器件对电源波动的容忍范围,许可的电源纹波以及散热题目等等。功耗和服从是密切相干的,服从高了,在负载功耗雷同的情况下总功耗就少。对比LDO和开关电源模块开关电源模块的服从要高一些。在看满负载的电源电路服从时,也要关注轻负载的服从。
至于负载瞬态相应能力,对于一些高性能的CPU应用就会有严酷的要求,由于当CPU忽然开始运行繁重的义务时,必要的启动电流是很大的。假如电源电路相应速度不够,造成瞬间电压降落过多过低,会造成CPU运行出错。散热题目对于那些大电流电源和LDO来说比较紧张,通过计算也是可以评估是否合适。

图一:3v-18v升降12v电压的电源模块设计板
 
升降压电源模块

如何为开关模块电源选择合适的元器件和参数?
 
许多未使用过电源模块设计的工程师会对它产生肯定的畏惧生理,比如忧虑开关电源模块的干扰题目、PCBlayout题目、元器件的参数和类型选择题目。其实只要了解了,使用设计是特别很是方便的,不仅简化了PCB设计,而且设计的天真性更强。开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制体系,所以一样平常都会有一个反馈输出电压的采样电路以及反馈环的控制电路。因此这部分的设计在于保证正确的采样电路,还有来控制反馈深度百度排名优化,假如反馈环相应过慢的话,对瞬态相应能力是会有许多影响的。
输出部分设计包含了输出电容、输出电感以及MOSFET等等,这些的选择基本上就是要知足一个性能和成本的平衡,比如高的开关频率就可以使用小的电感值(意味着小的封装和便宜的成本),但是高的开关频率会增长干扰和对MOSFET的开关损耗,从而服从降低。使用低的开关频率带来的效果则是相反的。对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也是特别很是关键的,小的ESR可以减小输出纹波,但是电容成本会增长。开关电源控制器驱动能力也要细致,过多的MOSFET是不能被优秀驱动的。一样平常来说,元器件的供给商会提供详细的计算公式和使用方案供工程师借鉴。
 
如何选择合适的电源模块电路?
 
根据分析体系需求得出的详细技术指标,可以来选择合适的电路了。一样平常对于弱电部分,包括了LDO(线性电源转换器)、开关电源电容降压转换器和开关电源电感电容转换器。相比之下,LDO设计最易实现,输出纹波小,但瑕玷是服从不高,发热量大,可提供的电流相较开关电源不大。而开关电源电路设计天真,服从高,但纹波大,实现比较复杂,调试比较烦琐。

图二为:无频闪高PF灯丝灯方案
电源模块设计参考
 
无频闪高PF灯丝灯方案
 
 
比较好的模块电源?
 
一个好的开关电源模块设计公司,其技术和工艺设计也肯定是良好的,如电路元件布局、多层板设计及高频变压器结构设计等等。电源模块是一个装置技术,其工艺设计、新电路和新元器件也是一个紧张内容。
单个的开关模块电源,几乎很难通过surge、EFT、CE、RE等EMC实验,国外的模块电源尽管其可靠性高、寿命长、EMI控制得很好,但其抗干扰性(Surge、EFT)的性能不强。因此,根据开关模块电源特征,做好外围电路的EMC与防护设计,是设备通过EMC测试,进步其现场抗干扰性的关键所在。