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DCDC包含buck,boost,buckboost,隔离,非隔离等拓扑,再加上PWM,PFM,同步整流,软开关,磁芯复位等多种关键技术,可以创造出n种DCDC电源设计方案。/ _$ J$ w2 B# H0 g
LDO相对比较简单,可以分为NPN稳压器,准LDO稳压器和LDO稳压器,如下图。8 q3 g/ \6 j, I, Y( z7 u- [: u% g9 [, ]
8 u* ?0 t4 `3 Z, Q在设计任何电路之前,要先搞清楚你设计的东西要达到什么指标,否则你无法判断设计出来的是否OK。5 h5 \6 x8 G7 ^& N
1.电源设计判断标准( d/ p, n5 E Z1 x$ j2 H& l( I
能否OK的判断依据是电源输出的电压电流等指标满足SOC芯片的工作要求。' H0 W* n% x) S4 A) q9 ^# T6 t
我们在电源设计的时候,一般很难达到电源芯片手册上规定的性能指标。对于大部分工程师的电路设计来说达到70%左右也算是不错的。所以大家在电源芯片选型时一定要保留余量。
, f+ w. s! Q; e7 q* r1 D+ w2.LDO的原理图设计
; l- V: O2 B. y: ?& N3 L5 L输入设计:输入需加电容Cin,容值按手册要求,一般在UF级别。: L: k5 P/ _! c
输出设计:输出需加电容Cout,容值按手册要求,一般在10UF级别。/ P! M2 z7 d0 d" P8 Z
电压可调设计:通过分压电阻R2,R1反馈回ADJ引脚。Vout计算公式如下:% C( l- ]+ N5 O' _! c: F/ I* E, D1 X
Vout=Vref*(1+R2/R1)& ~% h) ?/ B9 ]' j% K8 U% D) R7 S$ [
使能设计:通过ON/OFF脚给高低电平来控制Vout是否输出电压。, K2 Q" n& L$ n. j" D! b/ J8 ~! w
LDO芯片的使用可以说是所有电源设计中最简单的,想搞出问题都很难。
0 N* V6 d5 Y' u }5 s) W3.LDO的PCB设计
7 I V# U/ _" @! u) a6 @; F3 n电源的PCB设计是影响芯片性能指标的关键因素。我们在SI,PI,EMI,热分析仿真介绍了10多个小时,就是为了指导我们的原理图和PCB设计。具体大家去看相应的视频,这里不详细介绍。电源PCB设计的关键点如下:
6 T; [+ |" v5 H3 |: M! p% nR2,R1构成的反馈回路要短,远离干扰线。(SI的串扰仿真)
; x, M* m, v3 E输入电容和输出电容靠近芯片引脚,并在soc芯片增加小滤波电容。(PI仿真)% \! N0 k# B9 k1 z1 T
电源芯片散热盘要和大面积铺地连接,方便散热。(热仿真,直流压降仿真)4 p9 N6 e: Y" Y4 ] r" S
4.电源接口保护
& t- M) y, i& U) I ]; Z大家还记得外漏的接口在过3C认证的时候都要做什么测试吗?-----ESD测试。. L* j3 g; W* z* q
该芯片支持2KV的ESD,但如果我们要过更高的等级如6K/8K,那么我们需要在电源接口添加ESD保护器件。. `* f: f8 }& q8 d
5.这就完了吗?
3 J5 g+ U; w9 ^' b6 F* ~4 u% u通过前面的设计都能设计出“差不多”能用的电路,对于大部分产品级的硬件工程师来说已经足够。但可能出现明明设计是对的,电源芯片还是跑不起来的情况???
/ `" | b# j# c. M, ZLDO看似简单,但其实这里还涉及到“环路稳定性”的概念,---大家是不是很熟悉,这也是大学模电的内容!!!整个电源回路是闭环的,所以必须分析环路的稳定。但是产品级的硬件工程师没法拿到环路分析需要的芯片内部参数,更重要的是缺少增益相位测试仪(穷),所以没法分析。故最好还是按原厂(壕)手册给的参考设计。+ e& _+ T- _3 ^0 |7 {) j( W
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