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发布时间:2021-01-09    来源:优德88官方网站手机版94785

本文摘要:电源是嵌入式系统中最重要的组件,电源设计的优劣要求系统设计的胜败。

电源是嵌入式系统中最重要的组件,电源设计的优劣要求系统设计的胜败。电力设计问题经常出现的原因是设计师硬件设计经验不足。另一方面,调节器芯片的多种构建、文档解释不规则(特别是DC-DC转换器)。

在电源设计过程中,除了电压和电流基本被拒绝外,还必须对效率、噪音、纹波、体积、抗干扰等性能指标有限制。另外,使用电池电源的便携式嵌入式系统的电源也需要考虑电源管理。

1电源技术说明,根据调节管的工作状态,直流电源可以分为两个主要类别。一个是线性电源。

另一个是电源调节器电源[1]。调整管道工作的线性状态称为线性调节器。调节管在电源状态下工作称为电源电压调节器。线性电源可以分为两种类型。

一个是普通线性调节器。另一个是高压不良线性稳压器(LDO)。开关电源调节器也可以分为电容式DC-DC转换器,即常说的电荷泵。另一种是触电型DC-DC转换器,即通常是DC-DC转换器。

1.1线性电压调节器为了确保输入顺畅,输出电压高到基本输入电压的电压值称为输出/输入电压。此参数不仅与稳压器使用的调节器有关,还与管道的工作状态有关。

一般线性稳压器使用的调节器通常是阳极型晶体管,管道以线性状态工作,输入/输出电压通常为1 ~ 3V。高压热线性调节器使用的管道通常是场效应管,电阻为数十到数百米,因此输入/输出压降在1V以下,可能会超过01V以下,如美国半导体公司的LP3999和LP3985。大于压差的是0 06V。线性建置电压调节器的总功率动力学系统PD计算如下。

其中Vin是电压调节器的输出电压。Vout电压调节器的输入电压;物联网电压调节器的输入电流;智商是电压调节器静态电流。线性电压调节器的效率定义如下:Vin,Vout,Iout,Iq的意思是一样的1。

Pout是输出电源。针脚是输出电源。Iin是输出电流。根据上述力学系统功率和效率分析,为了提高效率,必须最大限度地减少输出/输入压力差和静态电流。

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如果不考虑阻抗,则输出/输入差压是要求效率的关键因素。LDO的生产力一般在60%到75%之间,静态电流少的效率不好。如果忽略LDO静态电流,则可以使用Vout/Vin来估计效率。1.1.1普通线性稳压器图1线性稳压器结构普通线性稳压器的结构图如图1右图所示。

样品电压位于比较器U1的同一输出端,并与添加到转换器输出部的基准电压Uref进行比较。这两者的区别是,通过放大镜U1缩放后,控制串行调节器的压降,使输入电压平滑。

输入电压Uo减少时,基准电压和采样电压的差异减少,放大器输入驱动电流减少,串行调节管压降增加,输入电压增加。输入电压Uo上升到所需的设置值后,放大器会比输入的前驱动电流增加,从而减少输入电压。在图1中,根据KVL定律,UO=Ui-Vce,Vce是从电子管集电极到发射极的压降,一般线性电压调节器的输出/输入压差一般在1 ~ 3V,LM7805的输出/输入压差一般在2V以上,当然,这个压差取决于工作温度和输入电流大小。

如果LM7805的输出电压范围为5 ~ 18V,则预计输入5V电压应比预计输入5V最多2V。也就是说,输出电压必须在7V以上,芯片才能长时间工作。这在设计时要特别注意。一般线性电压调节器的特点如下:1调整管耗电量小,功率效率低,一般只有45%左右。

体积大,小板空间要闲置。痉挛相当严重,要拒绝高位就要设置散热器。

静态电流小,一般处于mA水平。必须使用外部容量小的低频滤波器容量(low filter capacity),减少电源的体积。

一般线性稳压器价格低,静态电流大,效率低,低于输出/输入电压,不能用作助推器,如果没有对电源效率和体积的严格要求(如充电器、实验仪器等),则不能使用。1.1.2高压低线性调节器高压低线性调节器的工作方式与普通线性调节器大致相同,控制调节管的压降变化,顺利输入电压。

两者的区别是,使用的调整管结构不同,因此LDO比一般线性电压调节器更小,功耗更低。实际线性调节器应具有阻抗短路维护、过电压变频器、短路变频器、反向连接维护等多种其他功能。

许多芯片的协调员使用MOSFET。只有在上升压力和输出/输入电压相似的情况下,才能使用LDO稳压器,这是一个非常自由的选择。上述线性稳压器的效率分析表明,如果输出/输入压降小,LDO可能会超过较高的效率。因此,将锂离子电池电压转换为3V输入电压的应用程序大部分与LDO调节器一起使用。

电池的最后10%不能使用,但LDO电压调节器电池运行时间长,噪音小。此外,LDO具有极高的信号噪声诱导费,非常适合为噪音脆弱的小信号处理电路供电。同时,在没有电源的情况下,由于电流大变化引起的电磁干扰,设计很容易。

很多手机、便携式设备等妨碍脆弱的设备中,很多都将多输入LDO用于系统的电源芯片。1.2开关电源1.2.1容量开关电源电容式开关电源(即电荷泵)的基本工作原理是利用电容器的储能特性,通过高效电源(阳极晶体管或MOSFET等)展开高频电源,输入电源或电压的能力与频率(电源时间与整个电源周期的比率)相关。

电容式开关电源可用作降压器和增压器。内部FET电源阵列在一定程度上控制了慢电容器的电池和静电,使得输出电压能够大幅增加或减少到特定系数(05、2或3),从而获得所需的输入电压。电荷泵的特点是:转换效率与输出电压密切相关。

电荷泵的近似效率计算公式:其中Vout是输入电压。Vin是输出电压。N是比例。

食(3)表明,当输入电压和比例恒定时,输出越小,电荷泵的效率就越高。电荷泵效率一般可以超过75%。输入电压一般是输出电压的倍数,可以提高或降低输出电压,也可以作为生产升电压。

罕见的情况是0.5倍压、1倍压、1.5倍压、2倍压、3倍压。当然,一些新电影反对像MAX1759这样可以调节输入电压,输出电压范围为1.6~5.5V,输入可以固定在3 73603V或25 ~ 55V内,获得的输入电流仅次于100毫安。

输入电流小,一般在300毫安以下。设计简单,闲置印刷版面积小,使用方便。低EMI和输入反射。

中等价格。对于使用电池电源的便携式电子产品,使用电荷泵转换器获取胜利电源或双电压电源。在一定程度上增加电池数量,增加产品体积和重量,增加能源消耗,对减少电池寿命有很大作用。

手机和其他一些通信设备经常使用电泵来驱动LCD背光电源上的背光LED。


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