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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。& x& a: X, ~# |. Q( e( p. @) O8 k
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。
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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。
1 ]0 ~" g3 E! X! T) H1.电源设计判断标准
9 n$ d! z7 z7 Q9 s3 T3 @+ ]$ c0 J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 P/ W# U1 q( H
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。, r7 I' \: l- ~9 ~
2.LDO的原理图设计
" b. S" }! |" u q. f! j5 ?# W1 j# f输入设计:输入需加电容Cin,容值按手册要求,一般在UF级别。, k: P- q, P a5 ]
输出设计:输出需加电容Cout,容值按手册要求,一般在10UF级别。. t8 |" O2 }- E3 U2 W/ A l# Y1 ^+ |. a
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:5 U! K& R( ?% [4 s2 z
Vout=Vref*(1+R2/R1)
_2 F3 @; q7 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。6 I- L4 v3 I$ b
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。
q9 J% K; K0 z5 a$ V3.LDO的PCB设计
" n, p& x- R7 p, G" J% x8 r1 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:
1 \, p. }( l) z! p# n7 o/ q+ \R2,R1构成的反馈回路要短,远离干扰线。(SI的串扰仿真)$ z9 U' x0 Y T$ V0 R6 w: ]) 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)
; {0 h* h) w5 A: h% R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)
% n! g( @1 }4 C! `& w4.电源接口保护
/ \5 p* C" ]) P2 N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。
/ F5 \3 l% g4 [% q, k1 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。9 U: [, p! \0 v" T- |+ N
5.这就完了吗?' s4 A- v3 m( o, h0 V* q5 z
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???/ k, q1 K- ?! R9 D s
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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