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微型模块让DCDC电源稳压器设计变得简单

2020-10-29 07:29:05  40 微型模块 DCDC 电源稳压器
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使用现在的组件、参考设计、工具和资源,设计出一个基本上“还算可以”的直流-直流 (DC/DC) 电源稳压器 (有时称为功率转换器或电源)并不难。
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2020-10-29 07:29:05   评论 分享淘帖
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设计师只需将适当的控制器集成电路 (IC)、金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 及其驱动器和一些无源器件组合在一起,理论上整个设计就完成了,能够在对直流输入电压进行转换和稳压的同时输出直流电压(图 1)。



图1:原则上讲,稳压器的功能简单明了,就是用一个比较稳定的直流电源,经过严格的稳压后输出直流电压提供给系统使用。
但这只是理论上的说法,而我们还面临着严酷的现实,因为“还算可以”的设计已经不够用了。虽然这样的设计能够满足一些基本的性能参数,比如输出精度、稳压效果等,但是要记住,这些“基本”参数只是现代稳压器必须具备的一小部分。此外,现在对动态性能、各种负载范围下的效率以及电磁干扰/射频干扰 (EMI/RFI) 等各方面的要求也越来越高,这些要求往往是监管机构强制规定的,必须满足这些要求,产品才能获准上市。
我们来讨论一下电源稳压器众多要求中的一部分,首先要考虑的当然是静态规格,即在具体的输出电压下要能够提供足够的电流,公差在1%到3%(典型值)之间,有些情况要求更严格。然后是动态性能需要对线路和负载的变化作出快速响应,但是要想让波动或者不稳定性降到最低,稳压器还必须具备针对各种故障的保护功能,比如过电流(包括负载短路)、过电压/欠电压以及过热等情况。
出于多种原因,效率和EMI/RFI标准通常是最难达到的。首先这些标准相当严格,其次它们随国家和地区而异,因此需要全面认真的理解。另外,电源的效率通常需要满足激活、待机及其他操作模式下的不同要求,进一步加剧了困难程度。效率和EMI/RFI性能必须由相应的实验室或机构进行测试和认证。PCB布局和物料清单 (BOM) 的微小变化都会影响效率和EMI/RFI性能,导致可能需要重新测试和认证。
除了这些基本性能要求外,稳压器还必须体积小、成本低,BOM器件简单,电源相关组件的生产过程中很少或没有特殊组装步骤(特别是手工操作),比如电容电感、MOSFET或IGBT(绝缘栅双极晶体管)以及散热器等。有许多要求是相互冲突的,因此权衡分析和折衷必不可少。
2020-10-29 16:00:16 评论

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