電源設(shè)計(jì)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(yīng)用較多。若沒(méi)有進(jìn)行隔離，如用市電供電，人接觸電源的輸出端或地端可能會(huì)有觸電危險(xiǎn)，雷雨天無(wú)隔離可能會(huì)導(dǎo)致電路燒毀風(fēng)險(xiǎn)。

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?fù)浣Y(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?fù)淙N

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(jiǎn)單易行，對(duì)配件要求低，但因?yàn)樾枰祲海势?，功率難以提升；

高電流轉(zhuǎn)化率高，但對(duì)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(wú)法承受，導(dǎo)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(shì)，如何高效降壓為電池充電成為關(guān)鍵。

電荷泵也叫無(wú)電感式DC-DC轉(zhuǎn)換器，利用電容作為儲(chǔ)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(huì)使電流減半，電壓減半會(huì)使電流倍增。轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)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(wú)法存儲(chǔ)大量的未使用能量，若壓差太大，沒(méi)有提供給負(fù)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(fù)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(yīng)用最為廣泛的電源芯片。

LDO基本結(jié)構(gòu)：包括電壓基準(zhǔn)源、誤差放大器、調(diào)整管、反饋電阻四個(gè)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(dāng)輸入電壓或者負(fù)載電流變化的時(shí)候，LDO通過(guò)它的控制環(huán)路的負(fù)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(dǎo)通發(fā)光特性，使用交流電直接作為驅(qū)動(dòng)電源時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生頻閃現(xiàn)象及擊穿風(fēng)險(xiǎn)，選取合適的電源驅(qū)動(dòng)十分重要。

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

LED驅(qū)動(dòng)芯片工作原理：

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

開(kāi)關(guān)恒流式：控制內(nèi)部功率開(kāi)關(guān)，通過(guò)電流過(guò)大時(shí)關(guān)閉，過(guò)小時(shí)打開(kāi)，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(guò)電流并和負(fù)載串聯(lián)起到降壓目的，經(jīng)過(guò)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(dá)（Motor）也叫電動(dòng)機(jī)，是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。廣義上可分為轉(zhuǎn)子馬達(dá)和線性馬達(dá)，轉(zhuǎn)子馬達(dá)依靠轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)工作，根據(jù)電源分為直流馬達(dá)和交流馬達(dá)。

圖7 電機(jī)

轉(zhuǎn)子馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片：控制通過(guò)電機(jī)的電流或兩端電壓，進(jìn)而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，正反旋轉(zhuǎn)方向及剎車等功能。

根據(jù)驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)的不同，可按轉(zhuǎn)子馬達(dá)的分類對(duì)轉(zhuǎn)子馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行分類。

典型直流驅(qū)動(dòng)芯片：通過(guò)H橋電路控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)方向以及剎車和高阻狀態(tài)，通過(guò)PWM控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。

正反轉(zhuǎn)電機(jī)

線性馬達(dá)：也稱直線馬達(dá)，初級(jí)通入電流后，在初次級(jí)之間產(chǎn)生磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)與次級(jí)永磁體的作用下產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的直線運(yùn)動(dòng)。音圈VCM馬達(dá)是驅(qū)動(dòng)鏡頭的直線運(yùn)動(dòng)，本質(zhì)上也是直線馬達(dá)。 ?典型線性馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片：TI的DRV2605，通過(guò)ROM內(nèi)置的觸覺(jué)效果庫(kù)，改變輸出的驅(qū)動(dòng)電壓的波形，從而控制線性馬達(dá)的振動(dòng)效果，產(chǎn)生觸覺(jué)反饋等振感。

直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)

7、負(fù)載開(kāi)關(guān)是可用于開(kāi)啟和關(guān)閉電源軌的集成電子繼電器。

作用：控制不同負(fù)載間配電，實(shí)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(hù)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(chǎng) 景使用較少，因此較少集成。高通、聯(lián)發(fā)科、海思等手機(jī)芯片廠家的PMIC一般與SoC主控綁定銷售。 ?目前國(guó)產(chǎn)廠家PMIC產(chǎn)品較少。