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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。1 j- f+ ?" M( t) R- [ f6 N$ |
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。- d; |; y3 c: u$ H
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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。
- q2 T& V/ @- j+ b1.电源设计判断标准1 Z; V$ J+ J# n" `( p# l) N% ]
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。- A9 J1 W& c8 e9 \4 [; }1 M
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。- r! ~. |% ?' {
2.LDO的原理图设计# y8 w, r5 D9 g; x6 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。9 n+ }4 f( O# c, G. y# U5 }$ A
输出设计:输出需加电容Cout,容值按手册要求,一般在10UF级别。0 R. O. w) M) R+ }7 k- x
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:
7 l: ^% r ^( v# D; R+ u& {Vout=Vref*(1+R2/R1). l" X1 O. q1 C- ]) }5 ^, W1 t0 X3 K
使能设计:通过ON/OFF脚给高低电平来控制Vout是否输出电压。
3 B6 x9 g9 d. DLDO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 p! {2 B7 C1 s; \1 A* g
3.LDO的PCB设计' C: o& Z! b; G; B, a/ b& U" ~* ?+ v$ f
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:9 Q! S; L: W& D7 C% \) t; [. w2 O3 f
R2,R1构成的反馈回路要短,远离干扰线。(SI的串扰仿真)3 v8 v0 n, O, Y9 b" `
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)
2 p% w9 Q+ K! v3 H0 I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)
" p1 N7 ]! O# ^4 x& N& w. n4.电源接口保护
) y; R6 b5 A( Z1 R: Y) w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。( Y v6 T1 a3 X+ O9 Q& H( A! 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。
% V+ q; U# a( H- C$ g- N( J7 {; \; ?5.这就完了吗?
/ D/ H z, S7 x/ j. F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???5 B1 [1 n: h, `" \1 P# v7 z1 F3 C- j
LDO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。
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