一般来说,要求的电源实际值多为标称值的+-
5%,所以可以据此计算出允许的电源纹
波,当然要预留余量的。
散热问题对于那些大电流电源和
LDO 来说比较重要,通过计算也是可以评估是否合适的。
Q2:如何选择合适的电源实现电路
Answer:根据分析系统需求得出的具体技术指标,可以来选择合适的电源实现电路了。
一般对于弱电部分,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,但缺点是效率有可能不
高,发热量大,可提供的电流相较开关电源不大等等。而开关电源电路设计灵活,效率高,
但纹波大,实现比较复杂,调试比较烦琐等等。
Q3:如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数
Answer:很多的未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理,比如担心
开关电源的干扰问题,
PCB layout 问题,元器件的参数和类型选择问题等。其实只要了
解了,使用一个开关电源设计还是非常方便的。
一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分,有些控制器会将
MOSFET 集成到
芯片中去,这样使用就更简单了,也简化了
PCB 设计,但是设计的灵活性就减少了一些。
开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制系统,所以一般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精确的采样电路,还有来控制
反馈深度,因为如果反馈环响应过慢的话,对瞬态响应能力是会有很多影响的。
而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
满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加干扰和对
MOSFET 的开关损耗,从而效率降低。
使用低的开关频率带来的结果则是相反的。
对于输出电容的
ESR 和 MOSFET 的 Rds_on 参数选择也是非常关键的,小的 ESR 可以减
小输出纹波,但是电容成本会增加,好的电容会贵嘛。开关电源控制器驱动能力也要注意,
过多的
MOSFET 是不能被良好驱动的。
一般来说,开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和使用方案供工程师借鉴的。