【杂谈理解】电源芯片设计选型

前言

  看B站UP主达尔闻关于电源视频，做的笔记。下述内容中，如有芯片比较皆是性能层面的比较，暂未考虑成本。且老师在视频中，也多次建议说，可以多关注比较新兴的芯片，一般会是有更好的性能。讲的真的很好，笔记也也不能很好概括，建议大家有学习需求的可以去看看原视频。

视频地址：电源芯片大盘点！超详细选型攻略？经典VS新兴哪个好

四大类型

视频中分类

• REF电压基准源（LTC6655＞REF3325）（分流/并联型，串联型）
  • 低噪声
    • 虽然日常用的干电池，锂电池在测试时噪声很低，但是在长期使用的过程中会逐渐变得不稳定，所以不适合直接做基准源。
  • 初始电压精度
    • 芯片手册会标注，例如：High Accuracy: ±0.025% Max
  • 温度稳定性
    • 芯片手册会标注，例如：Low Drift: 2ppm/°C Max，意思是每度百万分之二。
  • 长期漂移
    • 芯片手册会标注，例如：Long-Term Drift (LS8): 20ppm/(根号)(kHr)，意思是根号下每千小时会漂移百万分之二。
  • 静态电流
    • 一般是手持终端要重视的地方，Low Operating Current: 800nA
• LDO线性稳压器（LT1763）
  • 输出电流能力
  • 芯片最小压差
  • 实际工况压差
  • 封装热阻
  • 低噪声
  • 瞬态响应
    • 当负载电流发生转变时，电压调整速度。电容可以进行一定的控制。
  • 静态电流
• Buck开关电源（LM8614>LM53603>LM2596）/ Boost开关电源
  • 输入输出电压
    • 电压瞬态过压波形，例如：直流5V的适配器热拔插时的瞬态电压峰值能有九点多。1.5倍~2倍耐压，如果是板级可以选1.5倍的，如果是拔插线的最后按两倍来选。
  • 输出电流能力
    • 一般的DC/DC效率，在50%负载的时候效率最大化，所有说选输出电流时，可以看最大输出的电流的一半，是否符合系统长期供电的要求，且系统要的最大峰值比较大的话，选型时还要在主要下最大输出电流能力。
  • 开关频率
  • 转换效率
  • 瞬态响应
    • 可以简单的认为，开关频率高，补电能力更好。
  • 纹波及EMI
    • 寄生电感来源：PCB走线，芯片内部bond线，电容的寄生电感，MOSFET的内部走线
    • SW端(在Vout的电感的一端)，抖动比较大。在一些新品的芯片中，主要有下列因数去降低：两个Vin做环路。改善芯片封装，降低寄生电感。
  • 最大占空比（Buck）
    • 主要影响在电压输入输出方面，例如锂电池，在使用时电压是会下降的，当输入电压要等于输出电压时，如果最大占空比做不到100%，那很显然，是做不到输入电压等于输出电压的。
  • 输出隔离（Boost）
    • 当升压停止时，输出端还有从输入端流入的电压，就属于是没隔离。针对芯片本身没有输出隔离的，可以在输出端接MOS管，在连接到芯片来实现。

扩展

• 问题：为何要使用外置MOSFET开关电源控制器
  • 转换效率
  • 封装热阻
    • 外置的导通电流大，像TI的TPS53XXX的可以达到几百安了。内置的一般不能超过几十安。
  • 内置MOS的RdsON
  • 多通道多相位
• 关于学习的建议

  1. 要学会去各大公司的官网，去做参数的筛选和检索，因为就算是经典的电路也会有过时的时候。要去学会去查询。

  2. 数字电路不等于模拟电路。仿真不能解决下述问题：减少优化电路板的阻抗，电流环路对性能的影响。最简单的解决方法，参照电源芯片规格书的布局走线建议。

     

知识

• LDO线性稳压器
  1. 要尽可能降低工况压差，选型时挑选输入输出接近的。
  2. 当输出电流达到5安10安以上时，不建议用LDO了，芯片会太热。
• Buck开关电源/ Boost开关电源频率可调的好处
  1. 优化效率
  2. 优化EMI
  3. 优化占板面积
  4. 车载应用避开AM频段（535~1656KHz）
• 影响Buck开关电源/ Boost开关电源转换效率因数
  1. 是否同步整流
  2. 开关损耗
  3. 电感因数
  4. PWM斜率及死区时间