繼推出《PCB設計秘籍》、《高速電路設計指南》、《無源器件使用要點》、《如何查看數據手冊》等多本廣受好評的電子書之后(ps.微信搜索“ADI智庫”,關注回復“電子書”,可一鍵獲取以上書籍的下載鏈接~),ADI智庫又全新上線《電源設計基礎知識精選》一書,以ADI官方網站中電源相關的基礎技術文章為資料來源整理成冊,按ADI電源產品類別分為6個章節(jié),49篇文章,共11萬字。從設計實踐角度出發(fā),介紹在電源電路設計中需要掌握的各項技術及技能。
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相較于數字邏輯產品,電源作為模擬產品中的重要類別,隨著行業(yè)應用日趨廣泛多元,電源產品也不斷向高頻、高效、高密度化、低壓、大電流化和多元化方向發(fā)展。對于電源產品設計者而言,哪些技術是目前影響系統電源設計的核心要素?在功率密度,轉換效率和減少體積這幾個方向上,關鍵的推動技術有哪些?
這些問題,在《電源設計基礎知識精選》中都有答案
熱回路究竟是什么?
當涉及到開關穩(wěn)壓器及其電磁兼容性(EMC)時,總是會提到熱回路。尤其是優(yōu)化印刷電路板上的走線布局時,更是離不開這個話題。但熱回路到底指的是什么?
開關穩(wěn)壓器中需要不斷開關電流。這些電流通常比較大。每當電流流動時,會產生磁場。如果快速開關大電流,就會產生交變磁場。此外,如果開關電流時,路徑中存在寄生電感,就會產生電壓失調。電流會容性耦合到相鄰的電路部件中,并增加電源的噪聲輻射。綜上所述,我們可以說開關電流是導致開關模式電源產生噪聲的主要原因。下圖顯示了簡化的降壓轉換器拓撲結構。所有存在連續(xù)電流的線路都用藍色表示。所有快速開關電流的線路都用紅色表示。
具有連續(xù)電流的線路用藍色表示,存在開關電流的線路用紅色表示
紅色線路是關鍵線路。它們看起來像一個電流回路,因此被稱為回路。熱回路意味著這個回路特別關鍵,因為它涉及到快速開關電流。
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了解熱回路解決方案
如何確保盡可能高效地測試開關穩(wěn)壓器
電源要在實驗室中進行徹底測試。用于測試的可以是內部開發(fā)的原型,大多數情況下則是使用相應電源IC制造商的現有評估板。
用于電源運行的連接
連接測試電路時,應考慮若干事項。上圖所示為測試設置的原理圖。被測電路的輸入側必須連接到電源,輸出側連接到負載。這聽起來微不足道,但有一些重要細節(jié)必須注意:
- 盡可能減小線路電感
為降低這些連接線路的影響,應采取兩項重要措施。第一,連接線路應盡可能短,短線路的電感值比長線路低。第二,盡量縮小電流路徑面積可進一步降低寄生電感。
- 輸入端增加本地儲能器件
如果要測試電源對負載瞬變的響應速度有多快,則被測設計必須提供足夠多的能量。被測設計輸入側的能量來源不應是限制因素。為確保不出現這種情況,建議在電源輸入端放置一個較大容值的電容。
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掌握高效測試開關穩(wěn)壓器秘籍
電池充電器的反向電壓保護
處理電源電壓反轉有幾種眾所周知的方法。最明顯的方法是在電源和負載之間連接一個二極管,但是由于二極管正向電壓的原因,這種做法會產生額外的功耗。雖然該方法很簡潔,但是二極管在便攜式或備份應用中是不起作用的,因為電池在充電時必須吸收電流,而在不充電時則須供應電流。
傳統的負載側反向保護
另一種方法是使用上圖所示的MOSFET電路之一。對于負載側電路而言,這種方法比使用二極管更好,因為電源(電池)電壓增強了MOSFET,因而產生了更少的壓降和實質上更高的電導。該電路的NMOS版本比PMOS版本更好,因為分立式NMOS晶體管導電率更高、成本更低且可用性更好。在這兩種電路中,MOSFET都是在電池電壓為正時導通,電池電壓反轉時則斷開連接。MOSFET的物理“漏極”變成了電源,因為它在PMOS版本中是較高的電位,而在NMOS版本中則是較低的電位。由于MOSFET在三極管區(qū)域中是電對稱的,因此它們在兩個方向上都能很好地傳導電流。采用此方法時,晶體管必須具有高于電池電壓的最大VGS和VDS額定值。
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了解更多反向電壓保護方法
不管是開關穩(wěn)壓器、電源管理,還是LDO線性穩(wěn)壓器、無電感(電荷泵)DCDC轉換器,抑或是LED 驅動器IC、isoPower,這本《電源設計基礎知識精選》為你整合了電源設計中的49則秘籍,助力你在電源設計路上走的更遠,好貨不要錯過,趕快為你的秘籍庫存喜加一吧!
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《電源設計基礎知識精選》
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