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電源基礎——你不能不知道的知識

作者: 時間:2013-09-28 來源:網(wǎng)絡 收藏

  對于每個電路設計者來說,電源基本上是百分之百會遇到的問題,在以嵌入式設計為主的設計中,更是如此。對于很多的弱電設計者來說,功率電子方面的就很欠缺了,當然在設計硬件時,就會遇到這樣那樣的問題。電源的問題也是博大精深,本文就電源的基礎做一簡單的總結,有不正確的地方,還請讀者不吝賜教,共同學習交流。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/228169.htm

  電源設計中,常用的變換形式有DC-DC、AC-DC,有線性電源,也有開關電源。開關電源以其高效率,低成本等優(yōu)勢在大功率(一般大于10W)和多電壓輸出要求的設計中應用越來越多。一般來說,線性電源的效率為30%-50%左右,而開關電源則高達70%-90%,所以在手持設備,低功耗要求的設計中,幾乎都是開關電源的天下。

  常用的開關電源有以下幾種拓撲結構:

  1)Buck

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  2) boost

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  3)buck/boost

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  4) flyback

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  5) full-bridge

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  6) half-bridge

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  7) half-forward

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  8) push-pull

  電源基礎——你不能不知道的知識

  在電源設計中需考慮以下幾個方面:

  1)輸入輸出是否隔離。未有隔離的電源,當開關出現(xiàn)問題時(短路或是斷路),輸入電壓就會直接連接到輸 上,給后級電路造成傷害。比如buck、boost、buck/boost等

  2)電感或是變壓器上電壓大小

  3)電感、二極管和開關上流經的電流峰值大小

  4)是否要求多電壓值輸出

  5)電容上電壓峰值多少

  常用的電源設計中,開關、反饋等控制部分被集成到一個IC中,設計者僅需根據(jù)實際情況選擇合適的電容、二極管、電感即可。這三者也是構成開關電源的基本器件。下面以LM2596為例,討論下電源外圍此三者的選型要求。

  電源基礎——你不能不知道的知識

  上圖是LM2596的datasheet中的典型應用電路。LM2596是典型的buck電路,下面就以LM2596為例分別討論Cin、D1、L1和Cout的選擇。

  1、 Cin

  Cin電容在電路中起到的是bypass的作用,一般選擇低ESR的鋁電解電容或是鉭電容,若是選擇鋁電解電容則其耐壓值至少是輸入最大電壓的1.5倍,如選擇鉭電容則其耐壓值必須是輸入最大電壓的2倍。同時電容的RMS電流應該至少大于負載電流的1/2.

  2、 D1

  該二極管應選擇快恢復二極管,同時反向擊穿電壓至少應該大于最大輸入電壓的1.25倍。額定電流至少是負載電流的2.3倍。肖特基二極管是best choice,這主要是因為他們的fast switch speed和low forward voltage drop. 整流二極管1N4000系列、1N5400系列都是開關速度太慢不適合在此使用,推薦使用1N58xx系列。

  3、 L1

  電感一般選擇繞線型電感,耐流值一般應大于最大負載電流的1.5倍。電感的大小有輸入電壓,最大負載電流決定。可有datasheet的圖表查看得出。

  4、 Cout

  在大多數(shù)應用中,推薦使用低ESR的電解電容(比如鋁電解電容)或是鉭電容。電容的大小范圍一般也是有限制的。比如LM2596電解電容需在82uF和820uF之間,鉭電容一般在10uF-470uF之間。電容的耐壓值應該比輸出電壓大1.5倍。



關鍵詞: 電源基礎 知識

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