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当今利用现有的组件、参考设计、工具和资源来设计一个基础且好用的DC/DC电源稳压器(或称为电源转换器)已经不是一件难事了,设计者需要将合适的控制IC、MOSFET晶体管、驱动电路以及一些无源器件组合起来,理论上整个设计就完成了,能够对输入DC直流电压进行转换和稳压同时输出DC直流电压(见图1)。
图1:原则上讲稳压器的功能非常的简单明了:采用稳定的DC输入电源,经过严格的调节后输出直流电压提供给系统使用 然而这只是理论上的,我们还面临着严酷的现实,作一个“相对好的”设计已经不再够用了,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“基本的”参数只是现代稳压器必须具备的一小部分,此外对动态性能、各种负载的效率以及电磁干扰/射频干扰(EMI/RFI)等方面日益苛刻的要求也越来越严峻。
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1 个讨论
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我们来讨论一下电源稳压器众多要求中一些关键点,首先就是在具体的输出电压要求下能够提供足够的电流,容差在1%到3%(典型范围),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,但是要想波动或者不稳定性降低到最小,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标准通常是最难以满足的,首先这些要求都非常严格,此外这些标准因国家和地区存在差异,因此需要全面认真的来理解。为了使其更具挑战性,电源的效率必须满足激活、待机等其他操作模式下的要求,此外效率和EMI/RFI性能都必须由适当的实验室或者机构进行测试和认真,PCB布局和BOM清单一个小的变化都会影响效率和EMI/RFI的性能,因此需要全面的测试认证。 除了这些基本的性能要求外,稳压器还必须确保体积小、成本低、BOM器件简单、电源相关组件的生产组装过程中不存在特殊的步骤(尤其是手工操作),比如电容、电阻、MOSFET或IGBT和散热片等,这些需求之间会存在交集和冲突,因此有效的权衡分析和折中是必不可少的。 |
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