电源

电源方案整定

2019-07-13 22:20发布

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作为一名硬件工程师，必不可少的自然是电源方案的设计，电源方案的选择直接影响了后期的单板测试，可靠性测试以及成本。优良的电源方案对于解决一些常用的问题有着不可缺少的作用。 电源方案的设计包括三个方面：
  • 一、整机主要芯片电源功耗整定，这个过程应整理出主要芯片需要的电源电压，电流以及功耗，当然这里所谈到的所有值均为最大值。
  • 二、电源芯片的选取，根据前面得到的电压电流需求，选取适当的电源芯片，当然，还要考虑一下裕量以及价格。
  • 三、根据所选取的电源芯片，结合输出电压电流，绘制电源树。
  • 四、根据所绘制电源树，计算相应热耗。
以下是我的一些经验总结：
  • 一、电源功耗整定 ##在整理电源功耗的过程中，我们需要回归数据手册上面来，一般都是直接跳到文档的DC characteristic这一章节去查找相关信息，注意，有一些芯片会自带有LDO输出，但这些LDO不能直接使用，在使用它们的时候就需要仔细阅读星一遍数据手册了。
  • 二、电源芯片选取 ##可靠性较高的一般选TI的电源芯片，价格有优势的一般选MPS的电源芯片，除此之外，LDO与DCDC使用的场合不一样，LDO工作在线性区域，器件的纹波小，适用在一些对电源要求比较高的场合，比如DDR，时钟芯片，但请注意，由于LDO的结构上工作在线性区域的特点，导通电阻的作用不可忽略，故引起的损耗相当于一个Iout*Rds的效果，故此当Iout过大时，造成的热耗也会增加，故在大电流的场合，应避免使用LDO芯片。DCDC的器件需要带功率电感，电感的选型需要考虑下散热问题，饱和问题以及最大过电流能力。还有，在整个电源系统设计过程中，需要有这样一个原则，尽量使用相同的元器件，尽量使用越少的元器件，尽量使电源的分级越少。
  •  三、热耗计算 ##DCDC的热耗与转换效率有关，需要回归到Datasheet中寻找对应的曲线，效率与输出电压，电流的曲线，得到相应的效率后，热耗=（1-效率）*(Vout*Iout)/效率；LDO的热耗=（Vin-Vout）*Iout

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