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如何為開關(guān)電源電路選擇合適的元器件和參數(shù)
March 03, 2022

很多未使用過開關(guān)電源設(shè)計的工程師會對它產(chǎn)生一定的畏懼心理,比如擔(dān)心開關(guān)電源的干擾問題,PCB layout問題,元器件的參數(shù)和類型選擇問題等。其實只要了解了,使用開關(guān)電源設(shè)計還是非常方便的。


一個開關(guān)電源一般包含有開關(guān)電源控制器和輸出兩部分,有些控制器會將MOSFET集成到芯片中去,這樣使用就更簡單了,也簡化了PCB設(shè)計,但是設(shè)計的靈活性就減少了一些。


開關(guān)控制器基本上就是一個閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng),所以一般都會有一個反饋輸出電壓的采樣電路以及反饋環(huán)的控制電路。因此這部分的設(shè)計在于保證精確的采樣電路,還有來控制反饋深度,因為如果反饋環(huán)響應(yīng)過慢的話,對瞬態(tài)響應(yīng)能力是會有很大影響。


輸出部分設(shè)計包含了輸出電容,輸出電感以及MOSFET等等,這些器件的選擇基本上就是要滿足性能和成本的平衡,比如高的開關(guān)頻率就可以使用小的電感值(意味著小的封裝和便宜的成本),但是高的開關(guān)頻率會增加干擾和對MOSFET的開關(guān)損耗,從而效率降低。低的開關(guān)頻率帶來的結(jié)果則是相反的。


對于輸出電容的ESR和MOSFET的Rds_on參數(shù)選擇也是非常關(guān)鍵的,小的ESR可以減小輸出紋波,但是電容成本會增加,好的電容會貴嘛。開關(guān)電源控制器驅(qū)動能力也要注意,過多的MOSFET是不能被良好驅(qū)動的。


一般來說,開關(guān)電源控制器的供應(yīng)商會提供具體的計算公式和使用方案供工程師借鑒的。


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