电源大师课-初阶

news/2024/11/20 0:29:54/

第一课 电源系统构成和基础原理

1-电源效率  总的Pout除以Pin

2-输出电压调整率

   源调整率(输入电压变化时,输出稳定程度)

   负载调整率(输出负载变化时,输出稳定度)

   温度调整率(工作环境温度在极限情况下,输出的稳定度)

3-纹波测试(20MHz、最小环路、测量位置)

4-动态负载调整率(测量电源对瞬态电流的响应度)

   电子负载仪

   电流上升率(通常2A/us)

   电容对动态的影响(加大电容,动态响应纹波变小,占板空间加大,额外成本)

   电感对动态的影响(加大电感值,1.电源纹波降低  2.动态响应度下降,动态响应纹波变大)

第二课 基础元器件原理特性及在电源电路中的选择

1-电容容值对电源纹波的影响

a.提升电源芯片的开关频率,能有效的降低对输出电容和输出电感的需求

 100uF铝电解电容  12Vin  5Vout 800mA  190mv纹波  开关频率600k时

100uF铝电解电容 12Vin  5Vout 800mA  120mv纹波  开关频率1200k时

 22uF钽电容 12Vin  5Vout 800mA  100mv纹波  开关频率600k时

 22uF钽电容 12Vin  5Vout 800mA  56mv纹波  开关频率1200k时

10uF陶瓷电容 12Vin  5Vout 800mA  40mv纹波  开关频率600k时

10uF陶瓷电容 12Vin  5Vout 800mA  20mv纹波  开关频率1200k时

2-三种电容特性的比较

 第三课 基础元器件原理特性及在电源电路中的选择

1-MOSFET管的介绍(Vds耐压  导通电阻Rds  G极寄生电容(反比与Rds)    )

a.boost的电容产生一个比电源电压更高的电压,用于驱动mos的GS端,使mos正常工作

2-二极管的介绍

 3-电感的关键参数(电感量、额定电流、饱和电流、DCR)

电感量越大,电源纹波越小,但是动态响应越差 

实验参数记录:

1uH电感       电源纹波16.5mv    0.3A-3A(2.5A/us)动态负载响应过冲电压50mv

4.7uH电感    电源纹波5.2mv      0.3A-3A(2.5A/us)动态负载响应过冲电压440mv

 4-二极管BAT54C的反向漏电流(温度影响)

25℃     12V反压  1uA漏电流

100℃   12V反压  200uA漏电流

5-温度对肖特基正向压降影响(负温度系数,温度越高,正向压降越小)

25℃    1.6A正向电流    VF=0.34V

100℃  2.0A正向电流    VF=0.32V

6-MOS管的体二极管类似于通用型的二极管,能过大电流,但是开关速度不高

第四课 线性稳压器LDO选择与使用技巧

电源的重要参数

LDO选型

dropout voltage:输入输出最小电压差(若输入输出电压差小于这个值时,将不能进行正常的稳压)

vin/vout范围:输入电压需要考虑加载电源时的振铃现象,可能会损坏电源芯片

输出电流大小:手册标注的电流值,为理想情况下的输出电流,一般不能实现

热阻参数:TJmax=125℃(芯片内核能承受的最大温度)

θjc=5℃/W(芯片内核到芯片外壳的每瓦温升)

θja=40℃/W (芯片内核到外部环境的每瓦温升) (用来计算值)

纹波噪声:LDO的纹波几个uv上下   PSRR(噪声纹波抑制比 10Hz-5MHz范围内抑制)

瞬态响应:负载突变,输出调整需要时间,电压会波动(一般测试上升沿1us和100ns的瞬态电流)

输出电容选择:陶瓷电容/钽电容 

优秀的LDO:LT3045(ADI) TPS7A20(TI) MCP1792(Microchip)

散热的话题:空气对流、散热片、硅胶散热垫、密闭腔体的影响

第五课 开关电源的拓扑结构

1-Buck的电流电压公式

2-开关电源的开关频率

高频:电感能减小,输出电容能减小,更快的动态响应能力,尺寸更小,成本低

但是EMI更难解决,开关损耗大,效率低

低频:开关损耗小,效率高,动态响应弱,EMI强度小

但是电感大,电容大,尺寸大

第六课 锂离子电池特性及充电电路设计

1-18650锂离子电池

标称电压3.6v   充电电压小于4.2v

最小放电终止电压2.75v

单节最高容量:LG3600mAh   三洋、松下、LG3500mAh   国产3200mAh

2-可充电锂聚合物电池

标称电压3.7v  充电电压4.2v 不能过充过放

可以做出任意形状,最薄能达到0.5mm厚

化学性质及其活跃,穿刺,弯折,高温等及其容易引起着火,冒烟等

 

AMS1117电路

输出准确度(空载 满载)

输出纹波(示波器带宽 测量环路)

动态响应度(需要钽电容,否则纹波大)

钽电容寄生电阻大,陶瓷电容的寄生电阻小

这个寄生电阻是LDO闭环反馈系统环路稳定性的的组成部分

LDO评测

LDO纹波噪声

静态电流

动态响应度

综合评测结果


http://www.ppmy.cn/news/89129.html

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