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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 z# o' x: F+ y3 tLDO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。! A" t" y! Q y
& ]+ Z6 m5 [* 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。
1 C5 ?+ Y8 D( K6 z# z! i. H {1.电源设计判断标准7 p ^. U9 }0 I9 D/ Z
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。
! ~! j; O, H* u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。
! {+ U$ S) }, H! L, p2.LDO的原理图设计" h) w, b2 o! F6 I; {& f8 q
输入设计:输入需加电容Cin,容值按手册要求,一般在UF级别。
7 O! W; O) C9 q' _+ v& m6 o输出设计:输出需加电容Cout,容值按手册要求,一般在10UF级别。5 \; `) V4 [; a5 |
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:+ a, I" w8 O+ b3 D! y
Vout=Vref*(1+R2/R1)- w$ ?1 {& m5 Y
使能设计:通过ON/OFF脚给高低电平来控制Vout是否输出电压。6 e% D9 M. m7 Z, ?
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。
/ J- ]8 A" ~6 a" O9 B3.LDO的PCB设计! m* m! B7 e# o5 ~3 k
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:
; B; x4 z6 h' b, j; K* j! DR2,R1构成的反馈回路要短,远离干扰线。(SI的串扰仿真)) E0 w7 u8 l3 z% @; F/ @+ c
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)
% M2 i1 {( p3 n( n3 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)2 ?4 ~0 {* r& P& B6 D% y' k. W5 _
4.电源接口保护
) ~" d+ @. X) ~) ^' A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。
0 y9 m8 x; B. k% i* Z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。
% T* `( ~, b% n2 i G) p5.这就完了吗?
% V+ O* H- b3 I& y) b" l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???1 m. k- }8 e2 H2 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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