在采用MCU/DSP/FPGA設(shè)計的控制系統(tǒng)中,,低壓輸入級(一般在12V以下),輸出5V/3.3V/1.8V/1.5V/1.2V的電路中,,常用的電源芯片是BUCK(降壓型)開關(guān)穩(wěn)壓器和LDO(低壓差)線性穩(wěn)壓器,。這兩款電源芯片在應(yīng)用中,有著各自的優(yōu)缺點,,在電路設(shè)計時,,需要根據(jù)實際有選擇地使用。
1,、當(dāng)輸入電壓為高電壓時(一般是>5V的時候),,并且輸入輸出壓差很大時,需要選用BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器,,這種情況下,,采用開關(guān)電源芯片,效率高,,發(fā)熱量?。蝗舨捎镁€性穩(wěn)壓器,,則輸入輸出的壓差過大,,這部分功率都被消耗了,造成效率低,、發(fā)熱量巨大,,需要額外增加大的散熱片。當(dāng)輸入電壓在5V以下時,,優(yōu)先考慮LDO線性穩(wěn)壓器,,這類芯片的特點是低成本,若在不考慮成本及高要求的情況下,,也可使用開關(guān)穩(wěn)壓器芯片,。 2、當(dāng)板級輸出電源的輸出電流>1A時,,宜用BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器,,這類芯片型號非常多,這里就不一一列舉了,;當(dāng)輸出的電源在1A以下,,最好選擇LDO芯片,使用開關(guān)穩(wěn)壓器就有些浪費資源了,呵呵,。 3,、BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出紋波及穩(wěn)壓性不如LDO好,所以像MCU/DSP/FPGA等內(nèi)核電源(1.2V、1.5V,、2.5V等)一般會選擇LDO,,這個可以多看看TI的電源管理芯片手冊,里面有很多針對不同處理器的芯片推薦型號,。另外,,當(dāng)輸入電壓很高或輸入/輸出電壓壓差很大,且輸出電流比較大時,,可采用“BUCK+LDO”方案,。這個方案在一般的控制板上實現(xiàn)比較容易,成本也不高,。 4,、從電路設(shè)計的復(fù)雜程度上來說:BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器電路要用外部電感,體積較大,,有些還要使用外部MOS管,,電路設(shè)計和調(diào)試需要花費一定時間,除非是前期積累的成熟設(shè)計,;而LDO電路則很簡單,,其外圍電路只需要幾個濾波電容。 5,、BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換效率比LDO高,,熱溫特性也比LDO好;在電路設(shè)計時,,當(dāng)需要輸出電壓精度很高時,,必須用LDO來實現(xiàn)。 總結(jié):只有將兩者結(jié)合起來,,才能得到一個穩(wěn)定的,被認(rèn)為是完美的電源電路,。
二,、LDO和BUCK降壓穩(wěn)壓器應(yīng)用注意事項 1、導(dǎo)致 LDO 產(chǎn)生振蕩最常見的原因是什么,?就是輸出電容器,! A、ESR 過高,。 質(zhì)量欠佳的鉭電容器會具有高 ESR,,一般盡量采用進口器件。 鋁電解電容器在低溫條件下將具有高 ESR,,一般采用鉭電容器件,。 B,、ESR 過低。在電路中,,最好選用知名品牌的貼片器件,。 2、造成BUCK開關(guān)穩(wěn)壓器芯片發(fā)熱嚴(yán)重的一個原因:就是電感,。 我們知道電感器的選擇是依靠負載電阻,,工作頻率,輸出電壓(占空比)工作效率來確定的,,不是越大或者越小越好,。目前,一些購買到的貼片電感容易出現(xiàn)容量與標(biāo)識不符的情況,,造成芯片發(fā)熱嚴(yán)重,,解決方法就是采用直插式柱狀電感器。
三,、電源設(shè)計分享
第一個圖是一個LP3965-ADJ的LDO電源設(shè)計,,可以看到,在電路中設(shè)計了一個大的接地平面用作散熱器,。
第二個圖是一個LM2596的降壓開關(guān)電源設(shè)計,,可以發(fā)現(xiàn),開關(guān)電源的芯片面積僅有1/2,損耗大大減少了,,意味著開關(guān)電源能夠 承受更高的熱阻,,減少散熱的面積。
|