【电源设计】12电源芯片详细选型攻略

0.前言

  • 本章主要学习电源芯片的详细选型攻略。
    【电源设计】12电源芯片详细选型攻略_第1张图片

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文章目录

  • 0.前言
  • 1.REF电压基准源设计选型要点
    • 1.1REF应用场景
    • 1.2REF分类
    • 1.3REF低噪声
    • 1.4初始电压精度、温度稳定性、长期漂移
    • 1.5静态电流
  • 2.LDO设计选型要点
    • 2.1电流及功耗
    • 2.2低噪声/PSRR
    • 2.3瞬态响应
    • 2.4静态电流
  • 3.Buck/Boost设计选型要点
    • 3.1输入输出电压/输出电流能力
    • 3.2开关频率/转换效率
    • 3.3瞬态响应
    • 3.4静态电流
    • 3.5纹波及EMI
    • 3.6Buck最大占空比问题
    • 3.7Boost输出隔离问题
    • 3.8外置MOSFET开关电源控制器
    • 3.9DC/DC 开关电源 uModule/MicroSiP 全集成模块
  • 4.电源仿真与layout
  • 结束语


1.REF电压基准源设计选型要点

1.1REF应用场景

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1.2REF分类

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1.3REF低噪声

  • Q:为什么高精度ADC做不到期望的采样位数?
  • A:如下图,REF3325作为基准,采样精度不找过16bit。
    【电源设计】12电源芯片详细选型攻略_第4张图片【电源设计】12电源芯片详细选型攻略_第5张图片

1.4初始电压精度、温度稳定性、长期漂移

  • Q:可以用电池做基准源吗?
  • A:不可以,电池的噪声虽然很低,但其温度稳定性与长期漂移太差。
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1.5静态电流

  • 静态电流在低功耗场景下较为重要。
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2.LDO设计选型要点

2.1电流及功耗

  • Q:为什么要用LDO而不是DCDC?
  • A:LDO使用简单且噪声小,但其使用时一定要考虑结温散热。
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2.2低噪声/PSRR

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2.3瞬态响应

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  • 不同1117瞬态响应差异很大,如:
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2.4静态电流

  • 低功耗设计,比如用电池供电时,静态电流很重要,不同厂商静态电流差异非常大。
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3.Buck/Boost设计选型要点

  • 如下图,经典的芯片随着时代发展,性能指标显得都较为差些。
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3.1输入输出电压/输出电流能力

  • 输入电压与输出电流均考虑按两倍设计最好。
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3.2开关频率/转换效率

  • 开关频率越低,开关损耗越小占次要,对应电感越大,电感内阻越大电感损耗会增加占主导,同时占板面积越大;
  • 开关频率越高,开关损耗越大占主导,对应电感越小,电感内阻越小电感损耗会降低占次要,同时占板面积越小。
  • 因此去顶开关频率时,需要谋求一种平衡,使转换效率高、占板面积小。
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3.3瞬态响应

  • 新发布的DCDC瞬态响应一般要好得多。
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3.4静态电流

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3.5纹波及EMI

  • 噪声来源:
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  • 两种改进方式:
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    【电源设计】12电源芯片详细选型攻略_第21张图片
    【电源设计】12电源芯片详细选型攻略_第22张图片

3.6Buck最大占空比问题

  • 输入输出压差越大,占空比越小;输出输出占空比越小,占空比越大。
  • 因此用电池供电时,放电越多,电压越低,很有可能最大占空比不能满足输出输出关系,导致电路不能正确输出电压(会偏低)。
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3.7Boost输出隔离问题

  • 芯片不工作时,部分芯片方案输入会输出到后继电路,导致后级电路不能正常工作,这时需要串接mos来做开关。
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3.8外置MOSFET开关电源控制器

  • Q:为何要使用外置MOSFET开关电源控制器?
  • A:从转换效率讲,性能好的MOS很难集成到芯片内;
  • 从封装热阻讲,外置有助于散热,而内置mos的RdsON会产生热阻问题。
  • 需要大电流,需要多通道多相位。

3.9DC/DC 开关电源 uModule/MicroSiP 全集成模块

  • 芯片厂商将ic与外部电路全部集成在一个小的封装上,可直接使用,性能好,但巨贵。
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4.电源仿真与layout

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结束语

  • 以上就是电源芯片详细选型攻略的内容。
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资料链接: 电源芯片大盘点!超详细选型攻略?经典VS新兴哪个好

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