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關于便攜式產品的電源選擇原則

2018-04-12

    近年來,便攜式電子產品發(fā)展迅速,于是各類廠家紛紛開發(fā)符合便攜式產品要求的電源IC,現(xiàn)在市場上的電源五花八門,根據(jù)供電系統(tǒng)的電源電路不同,選擇的產品也不同。在選擇電源時,電源的首頁任務是要使電路性能穩(wěn)定,并要具備安全性高、體積小、重量輕、延長電池壽命等特點。根據(jù)工作原理不同可分為開關電源、線性電源、電源IC三種。


    開關電源主要是指DCDC變換器有一個工作正在開關狀態(tài)的晶體管。開關管工作于飽和導通和截止兩種狀態(tài),因為開關管管耗小與輸入電壓大小無關,所以效率較高。DCDC變換器IC可以組成升壓及降壓兩種方式,因為降壓式主要用于工作電流大于1A的場合,而便攜式產品工作電流大多數(shù)在低于300mA,所以一般用不到降壓式DCDC變換器。


    線性電源的輸入和輸出之間電壓差較大、調整管損壞大、效率低,因內部調整管工作在線性范圍而出名?,F(xiàn)在市場上開發(fā)出了各種LDO低壓差的線性穩(wěn)壓器IC,當輸出100mA電流時,其壓差能在70MV左右,小電流的低壓差及線性穩(wěn)壓器壓差僅幾十毫伏。調整管的損耗、效率、電池使用壽命得到了很大的提高,線性電源主要優(yōu)點是外圍元件少、輸出噪聲小、靜態(tài)電流小,價格便宜。


    便攜式產品的工作電壓一般為3.0~3.6V,最低的是2.0~2.7V,高的有5V、12V等特殊電壓。目前市場上的的電源IC主要是30~300mA的較多,種類雖然較多,但都有一個共同特點工作電壓低。電源IC主要具有尺寸小、保護功能齊全、耗電小、輸出精度高等特點。


    關于選擇電源IC的原則主要是考慮滿足產品電路性能要求和高可靠性的產品,還有體積、耗電、重量、成本等方面。在DCDC變壓器方面應優(yōu)先選擇升壓式,主要是效率高和可以減小體積重量,跟低壓差線性穩(wěn)壓器組合還可以有效解決升壓式的紋波噪音電壓大的問題。如果對于紋波噪音及功耗有所要求,采用微功耗低壓差線性穩(wěn)壓器可以解決這個問題。如果產品應用有輕負載或重負載應選擇PFM/PWM自動轉換升壓式DCDC變換器,在輕負載時PFM方式耗電小,正常負載時在PWM方式效率高。


    在選擇變換器中的電感、輸出電容、續(xù)流二極管極為重要,電感需滿足開關電流峰值時不飽和的要求,選擇合適的磁芯以滿足開關頻率要求,選擇直流電阻小的可以減少損耗。電容選擇等效串聯(lián)電阻小的電解電容,可以降低輸出紋波電壓。二極管采用肖特基二極管,以滿足大于峰值電流的要求。


    在便攜式儀器的實際應用中還需要使用負電源,一般電流不大,采用電荷泵IC組成電壓反轉電路即可,如對噪聲及輸出穩(wěn)壓有所要求,可采用帶LDO線性穩(wěn)壓器的電荷泵IC。選擇電荷泵電源主要考慮的方面有輸入電壓要低、噪音小、轉換效率高、靜態(tài)電流要小、功能集成度高、足夠的輸出調整能力、封裝尺寸小、安裝成本低、具有關閉控制端功能。


    電源產品及其元器件現(xiàn)在日新月異,只有充分了解各種產品,才能設計出最佳的方案。把握市場動態(tài),才能根據(jù)用戶需求開發(fā)符合行業(yè)要求的產品。

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