電源芯片選型

1、 明確輸入電壓（或范圍）和輸出電壓，根據(jù)輸入輸出的大小關(guān)系決定選擇降 壓、升壓或升降壓芯片。如果是降壓，則可以選擇線性穩(wěn)壓器、電容式 DC-DC （即電荷泵）或降壓DC-DC（當然升/降壓DC-DC也可以，考慮到性價比沒有必 要這樣選）；如果是升壓或者升/降壓，則只能選擇DC-DC轉(zhuǎn)換器（電容式或者 電 感 式 升 壓 D C - D C ）！ 如果是降壓，考慮效率，需要計算輸入與輸出之間的壓差。若這個壓差很?。ㄟh 遠小于1V）,則可以考慮選擇低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）;若這個壓差在1V以 上，則可以考慮選擇普通線性穩(wěn)壓器或者電感式降壓 DC-DC。如果對效率沒有 要求，兩種線性穩(wěn)壓器都可以的

2、情況下， 追求更低成本則可以選用普通線性穩(wěn)壓 在線性穩(wěn)壓器和 DC-DC 穩(wěn)壓器都可以的情況下，若把轉(zhuǎn)換效率放在第一位， 則可以選擇DC-DC穩(wěn)壓器；若對價格限制得很嚴格，并且要求較小的紋波和噪 聲 ， 則 可 以 考 慮 選 用 線 性 穩(wěn) 壓 器 在使用電池供電時， 若要求較長的電池使用時間， 需要優(yōu)先考慮效率， 無論是 升壓、降壓、升/降壓都可以選用DC-DC轉(zhuǎn)換器。為獲得較高的效率，此時需要 參照 DC-DC 轉(zhuǎn)換器芯片手冊里邊的效率隨負載電流變化曲線，要根據(jù)負載電流 選擇合適的DC-DC轉(zhuǎn)換器，確保穩(wěn)壓器達到較高的效率 為保證電池供電系統(tǒng)電源負荷變化較大應(yīng)用的效率，最好選擇PFM/P

3、WM自動 切換控制式的DC-DC變換器。PWM的特點是噪音低、滿負載時效率高且能工作 在連續(xù)導電模式，PFM具有靜態(tài)功耗小，在低負荷時可改進穩(wěn)壓器的效率。當系 統(tǒng)在重負荷時由PWM控制，在低負荷時自動切換到PFM控制，這樣能夠兼顧輕 重負載的效率。在備有待機模式的系統(tǒng)中，采用PFM/PWM切換控制的DC-DC 穩(wěn)壓器能夠得到較高效率。這樣的電源芯片有TPS62110/62111/62112/62113、 MAX1705/1 706、NCP1523/1530/1550 等。 不要大牛拉小車”或小牛拉大車”選用電源芯片時為保證電源的使用壽命， 需要留有一定的裕量，較合適的工作電流為電源芯片最大輸出

4、電流的70% 90%。如果用一個能輸出大電流的穩(wěn)壓塊來帶動一個小電流的負載，雖然說驅(qū)動 能力沒有問題，但是可能會帶來兩個問題，一方面成本會提高；另一方面選用 DC-DC轉(zhuǎn)換器時效率可能會非常低，因為一般的 DC-DC在輸出電流非常小或者 非常大的時候效率都比較低。當使用線性穩(wěn)壓器（特別是普通線性穩(wěn)壓器）的時 候，輸出電流要盡量留出較多的裕量，因為線性穩(wěn)壓器的壓降都消耗在穩(wěn)壓芯片 上了，過大的負載電流會造成較為嚴重的發(fā)熱， 這一點很容易從式1中看出。所 以使用普通線性穩(wěn)壓器應(yīng)該留有更大的裕量。 對于電池供電的系統(tǒng)，靜態(tài)電流和效率是需要重點關(guān)注的參數(shù)， 因為這直接關(guān) 系到電池的使用壽命。靜態(tài)電流是

5、與負載電流大小幾乎無關(guān)的消耗，越小越好。 效率是能夠轉(zhuǎn)為有效利用能量多少的量度，同樣容量大小的電池，電源的效率越 高，靜態(tài)電流越小，電池的使用時間就越長。 輸出電流大時應(yīng)采用降壓式 DC-DC變換器。便攜式電子產(chǎn)品大部分工作電流 在300mA以下，并且大部分采用AA鎳鎘、鎳氫電池，若采用12節(jié)電池，升 壓到3.3V或5V并要求輸出500mA以上電流時，電池壽命不長或兩次充電間隔 時間太短，使用不便。這時采用降壓式 DC-DC變換器，其效率與升壓式差不多， 但 電 池 充 電 間 隔 時 間 要 長 得 多。 需要負電源時盡量采用電荷泵。 便攜式儀器中往往需要負電源，由于所需電流 不大，采用電荷

6、泵組成電壓反轉(zhuǎn)電路最為簡單，若要求噪聲小或要求輸出穩(wěn)壓時， 可采用帶LDO線性穩(wěn)壓器的電荷泵芯片。如MAX1720,可以輸出50mA的電流, 關(guān)斷電流只有0.4卩人輸出負壓的絕對值小于輸入電壓，在此范圍內(nèi)可以外加分 壓電阻進行調(diào)節(jié)。MAX868輸出電流為30mA，0.1譏關(guān)斷電流，30譏靜態(tài)電流, 具有可調(diào)的輸出范圍（02Vin ）,具有電源關(guān)斷控制引腳和450kHz的開關(guān)頻率。 特別要注意LDO和Buck (或StepDown )型的特性。DC-DC只能降壓(相對 輸入電壓)輸出，盡管有的芯片手冊中給出的輸出范圍很寬。芯片手冊中標定的 輸出電壓范圍很多都是針對芯片的輸入電壓范圍的，即針對一個

7、較小的電壓范 圍，輸出是達不到給定的輸出的，只可能比輸入電壓低，不可能超過輸入電壓的。 如LinearTechnology的降壓型的 DC-DC轉(zhuǎn)換器 LTC3417,手冊中在 DESCRIPTION 一節(jié)給出的是每一路輸出為從 0.85V可調(diào)3，但根據(jù)降壓轉(zhuǎn)換 器的原理可知，輸出與輸入是密切相關(guān)的，并且只能比輸入電壓低。如果輸入為 2 54 2V，輸出不可能會高于4.2V,這一點要特別注意。一樣的情形也會在 線性穩(wěn)壓器中出現(xiàn)，特別是輸出可調(diào)的線性穩(wěn)壓器，特別容易忽視的一點是，無 論怎么可調(diào)，輸出肯定比輸入低一個壓差(DropoutVoltage )，對于初學者特別 容易犯這樣的錯誤，應(yīng)該引起

8、高度重視。 從電路設(shè)計的復雜程度來說，LDO的設(shè)計最簡單，電荷泵次之，電感式 DC-DC 最為復雜。一般來說，LDO (固定輸出版本)的設(shè)計只需要外接 2個陶瓷電容器 即可；電荷泵一般需要34個電容；電感式DC-DC的設(shè)計需要計算電感值、分 壓電阻值、輸入輸出電容的值等，需要的外圍元器件最多，為PCB布局、走線、 焊 接、 調(diào) 試 增 加 了 難 度。 方便進行電源管理。為滿足便攜式系統(tǒng)節(jié)能的要求，在為便攜式系統(tǒng)選擇電源芯 片時注重選擇具有關(guān)斷控制管腳的芯片。 這里需要采取分區(qū)供電的方式，在不需 要使用這些某些外設(shè)時，方便把該部分外設(shè)的電源關(guān)掉，從而達到節(jié)能的目的。 電源的設(shè)計優(yōu)劣關(guān)乎系統(tǒng)設(shè)計的成敗， 對于電子系統(tǒng)的設(shè)計者來說， 應(yīng)該引起足 夠重視。也許當你發(fā)現(xiàn)辛辛苦苦設(shè)計的系統(tǒng)僅僅是由于電源問題而無 * 常工作的 時候，才會真正意識到電源設(shè)計的重要作用。 需要指出的是， 電源的很多指標是 不可能同時兼顧的，往往需要在效率、噪聲性能、紋波、成本等方面進行折中考 慮。此外，為簡化計算，很多電源廠商的網(wǎng)站上都有在