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《电源设计基础知识精选》

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    •  Analog Employees 
    on Sep 10, 2020 9:40 AM 20 days ago

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    热回路究竟是什么?

    当涉及到开关稳压器及其电磁兼容性(EMC)时,总是会提到热回路。尤其是优化印刷电路板上的走线布局时,更是离不开这个话题。但热回路到底指的是什么?

    开关稳压器中需要不断开关电流。这些电流通常比较大。每当电流流动时,会产生磁场。如果快速开关大电流,就会产生交变磁场。此外,如果开关电流时,路径中存在寄生电感,就会产生电压失调。电流会容性耦合到相邻的电路部件中,并增加电源的噪声辐射。综上所述,我们可以说开关电流是导致开关模式电源产生噪声的主要原因。下图显示了简化的降压转换器拓扑结构。所有存在连续电流的线路都用蓝色表示。所有快速开关电流的线路都用红色表示。


    具有连续电流的线路用蓝色表示,存在开关电流的线路用红色表示

    红色线路是关键线路。它们看起来像一个电流回路,因此被称为回路。热回路意味着这个回路特别关键,因为它涉及到快速开关电流。

    •  Analog Employees 
    on Sep 10, 2020 9:41 AM 20 days ago

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    如何确保尽可能高效地测试开关稳压器

    电源要在实验室中进行彻底测试。用于测试的可以是内部开发的原型,大多数情况下则是使用相应电源IC制造商的现有评估板。

    用于电源运行的连接

    连接测试电路时,应考虑若干事项。上图所示为测试设置的原理图。被测电路的输入侧必须连接到电源,输出侧连接到负载。这听起来微不足道,但有一些重要细节必须注意:

    • 尽可能减小线路电感

    为降低这些连接线路的影响,应采取两项重要措施。第一,连接线路应尽可能短,短线路的电感值比长线路低。第二,尽量缩小电流路径面积可进一步降低寄生电感。

    • 输入端增加本地储能器件

    如果要测试电源对负载瞬变的响应速度有多快,则被测设计必须提供足够多的能量。被测设计输入侧的能量来源不应是限制因素。为确保不出现这种情况,建议在电源输入端放置一个较大容值的电容。

    •  Analog Employees 
    on Sep 10, 2020 9:42 AM 20 days ago

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    电池充电器的反向电压保护

    处理电源电压反转有几种众所周知的方法。最明显的方法是在电源和负载之间连接一个二极管,但是由于二极管正向电压的原因,这种做法会产生额外的功耗。虽然该方法很简洁,但是二极管在便携式或备份应用中是不起作用的,因为电池在充电时必须吸收电流,而在不充电时则须供应电流。

    传统的负载侧反向保护

    另一种方法是使用上图所示的MOSFET电路之一。对于负载侧电路而言,这种方法比使用二极管更好,因为电源(电池)电压增强了MOSFET,因而产生了更少的压降和实质上更高的电导。该电路的NMOS版本比PMOS版本更好,因为分立式NMOS晶体管导电率更高、成本更低且可用性更好。在这两种电路中,MOSFET都是在电池电压为正时导通,电池电压反转时则断开连接。MOSFET的物理“漏极”变成了电源,因为它在PMOS版本中是较高的电位,而在NMOS版本中则是较低的电位。由于MOSFET在三极管区域中是电对称的,因此它们在两个方向上都能很好地传导电流。采用此方法时,晶体管必须具有高于电池电压的最大VGS和VDS额定值。

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