電源設(shè)計基礎(chǔ)1

發(fā)布日期：2024-12-17 10:08 瀏覽次數(shù)：

1、隔離型AC/DC應用較多。若沒有進行隔離，如用市電供電，人接觸電源的輸出端或地端可能會有觸電危險，雷雨天無隔離可能會導致電路燒毀風險。

圖1、PSR&SSR

2、主流的DC/DC芯片有Buck, Boost,Buck-Boost，其他隔離型DC/DC拓撲結(jié)構(gòu)有：?uk、 Sepic、Zeta;DC/DC按是否集成MOSFET分為轉(zhuǎn)換器和控制器，前者有集成MOS，后者需要外掛MOS。 DC/DC輸出大小與PWM占空比D 有關(guān)。

圖2 一生二，然后三，然后演化組合

圖3 基本拓撲三種

3、很多地方，電荷bump足夠了

傳統(tǒng)快充方案有高電壓小電流和高電流小電壓 ?

高電壓簡單易行，對配件要求低，但因為需要降壓，效率偏低，功率難以提升；

高電流轉(zhuǎn)化率高，但對配件要求高，尤其是線材，電流太大線材要么成本直線上升，要么無法承受，導致出現(xiàn)瓶頸。

高電壓高電流是快充技術(shù)演變的必然趨勢，如何高效降壓為電池充電成為關(guān)鍵。

電荷泵也叫無電感式DC-DC轉(zhuǎn)換器，利用電容作為儲能元件51漫畫。可以使輸出電壓減半或倍增，根據(jù)能量守恒，電壓倍增會使電流減半，電壓減半會使電流倍增。轉(zhuǎn)換效率可以達到95%以上。

圖4 charge current pump

4、線性穩(wěn)壓器主要是低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）

線性穩(wěn)壓器無法存儲大量的未使用能量，若壓差太大，沒有提供給負載的功耗將以熱量形式消耗掉。

工作在線性區(qū)，其作用是在輸入電壓或者負載電流發(fā)生變化的情況下仍然可以穩(wěn)定的輸出電壓。

LDO是物聯(lián)網(wǎng)電子產(chǎn)品中應用最為廣泛的電源芯片。

LDO基本結(jié)構(gòu)：包括電壓基準源、誤差放大器、調(diào)整管、反饋電阻四個模塊。 ?

LDO工作原理：誤差放大器、調(diào)整管、反饋電阻組成LDO控制環(huán)路，當輸入電壓或者負載電流變化的時候，LDO通過它的控制環(huán)路的負反饋調(diào)節(jié)作用可以抑制出電壓的變化

圖5 LDO

5、LED發(fā)光二極管是一種電流單向?qū)ǖ哪馨l(fā)光的電子元件，由于單向電流導通發(fā)光特性，使用交流電直接作為驅(qū)動電源時可能會產(chǎn)生頻閃現(xiàn)象及擊穿風險，選取合適的電源驅(qū)動十分重要。

LED驅(qū)動電路芯片主要分為恒壓式驅(qū)動、恒流式驅(qū)動、脈沖式驅(qū)動51漫畫。恒流式驅(qū)動芯片應用最廣。

LED驅(qū)動芯片工作原理：

線性恒流式：基于MOS管線性放大原理，通過控制通過MOS管電流來獲得穩(wěn)定的電流輸出。

開關(guān)恒流式：控制內(nèi)部功率開關(guān)，通過電流過大時關(guān)閉，過小時打開，使平均電流穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。

阻容降壓恒壓式：利用電容控制最大通過電流并和負載串聯(lián)起到降壓目的，經(jīng)過整流濾波及穩(wěn)壓后提供穩(wěn) 定電壓的工作電源。

圖6 恒流源

6、馬達（Motor）也叫電動機，是一種將電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。廣義上可分為轉(zhuǎn)子馬達和線性馬達，轉(zhuǎn)子馬達依靠轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)工作，根據(jù)電源分為直流馬達和交流馬達。

圖7 電機

轉(zhuǎn)子馬達驅(qū)動芯片：控制通過電機的電流或兩端電壓，進而控制電機轉(zhuǎn)速，正反旋轉(zhuǎn)方向及剎車等功能。

根據(jù)驅(qū)動的馬達的不同，可按轉(zhuǎn)子馬達的分類對轉(zhuǎn)子馬達驅(qū)動芯片進行分類。

典型直流驅(qū)動芯片：通過H橋電路控制電機驅(qū)動方向以及剎車和高阻狀態(tài)，通過PWM控制電機轉(zhuǎn)速。

正反轉(zhuǎn)電機

線性馬達：也稱直線馬達，初級通入電流后，在初次級之間產(chǎn)生磁場，在磁場與次級永磁體的作用下產(chǎn)生驅(qū)動力，從而實現(xiàn)運動部件的直線運動。音圈VCM馬達是驅(qū)動鏡頭的直線運動，本質(zhì)上也是直線馬達。 ?典型線性馬達驅(qū)動芯片：TI的DRV2605，通過ROM內(nèi)置的觸覺效果庫，改變輸出的驅(qū)動電壓的波形，從而控制線性馬達的振動效果，產(chǎn)生觸覺反饋等振感。

直線驅(qū)動電機

7、負載開關(guān)是可用于開啟和關(guān)閉電源軌的集成電子繼電器。

作用：控制不同負載間配電，實現(xiàn)滿足上電要求的上電排序、降低漏電流、浪涌電流控制、斷電控制、保護電路、減少BOM數(shù)量和PCB面積。

efuse

8、電源管理芯片，PMIC是指單顆芯片內(nèi)集成了多種電源管理功能的芯片，主要是集成降壓DCDC、LDO，升壓DCDC的場景使用較少，因此較少集成。高通、聯(lián)發(fā)科、海思等手機芯片廠家的PMIC一般與SoC主控綁定銷售。 ?目前國產(chǎn)廠家PMIC產(chǎn)品較少。