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TI工程师教你规划更小的电源

TI工程师教你设计更小的电源-假设您几乎已经完成了最新、最重大的应用设计。所有漏洞都已清除,而且非常好用。差不多该进入主要阶段了,但还要解决最有一件事:电源。

  假定您简直现已完成了最新、最严重的运用规划。一切缝隙都已铲除,并且十分好用。差不多该进入首要阶段了,但还要处理最有一件事:电源。

  究竟,咱们不或许盼望一切人都运用实验室电源为其运用供电,对吧?

  过后考虑电源并不稀罕。咱们很少环绕电源办理来规划体系,并且正好相反。这样的干事次序会形成惊惧,尤其是在 PCB 上空间所剩无几的时分。仅有可用的办法便是找到最小的电源 IC

  LDO 是空间有限运用的抢手挑选,支撑健身腕带、智能手表以及其它可穿戴设备等便携式运用。可是,即使是机顶盒与路由器等线路供电的运用,空间也不是无限的,在或许的状况下也需求优化。工程师经常会因芯片尺度小而挑选 LDO

  但这是仅有的考虑要素吗?

  这肯定是最重要的要素之一。咱们还需求权衡一些其它的要素,例如功耗、噪声特色与精确性等,但芯片首要要能放入运用,才有成为可行的处理方案。

  IC 的物理尺度能阐明些问题,但肯定不行全面。与任何其它 IC 相同,也需求考虑外部组件。LDO 的外部组件包含电阻器网络、输入电容器与输出电容器。

  图 1. 具有各种无源元件的 PCB 实例

  咱们首要来评论电阻器网络。固定 LDO 将电阻分压器内部化,与可调 LDO 比较,可供给三大首要优势:

  空间。固定 LDO 无需在电路板上安置或衔接电阻器。这或许听起来很微乎其微,但即使是 0402 电阻器(1.0 毫米 x 0.5 毫米),也会占有名贵的基板空间。

  本钱。虽然电阻器比硅芯片廉价,但它们也需求本钱。咱们也必需求考虑安置的本钱问题。削减组件数量可节约资金,特别是在预备将运用投入量产时。

  准确性。作为电阻器内部化的一部分,制作时可保证它们能够针对特定容差进行调理。因而,假如产品阐明书上指定整个温度的差错精度为 1%(例如 TPS7A3725 的状况),那这便是有望取得的容差。关于可调 LDO 来说,作业并非如此。相反,咱们有必要考虑参阅电压的准确度和外部电阻器的容差。德州仪器 (TI) 针对这一问题供给了极好的运用手册,您可在这里检查。

  假如您想要生成 1.8V、3.3V、2.5V 或 5V 等通用电压轨,固定 LDO 便是很好的选项(但假如您需求 3.75V 等奇数电压,固定版别或许就不适用)。在或许的状况下,显着应该运用固定选项。

  输入电容器有点扎手。输入电容器可协助改进线路瞬态,减小上游噪声,有助于安稳输入电轨(假如存在寄生现象),或许过滤来自 LDO 的上游电感。但在给定运用中,这些考虑或许适用也或许不适用。能够辨认不需求考虑这些问题的状况,就有时机撤销附加无源组件。

  便携式运用便是很好的设备实例,它有或许防止运用输入电容器。例如,一个 LDO 运用电池为输入电轨供电,电池与 LDO 之间的电感很低。电池可供给十分安稳的输入源和最小的输入电感。这就意味着 LDO 输出接受的任何负载瞬态都不会发生较大的输入电压误差。与固定 LDO 的优势相同,撤销输入电容器也能节约空间与本钱。但有必要进行严厉检查,保证输入电容器关于运用功用来说是不必要的。

  要考虑的最终一个、或许也是最令人重视的外部组件是输出电容器。它一般一向都很重要,由于:它可协助按捺纹波,缓解负载瞬态,当然还可保证输出电压安稳性。更好的纹波按捺和改进的负载瞬态响应是具有输出电容器的优势。可是在传统上,输出电容器对完成安稳性而言一向都至关重要。假如没有它,您或许会得到一个更挨近振荡器的东西,而不是 LDO。

  当然,这种状况也会随技能发生改动。TI 现在供给的 LDO 无需输出电容器,也能供给安稳的输出。TLV713 和 TLV716 便是很好的实例。不管有没有输出电容器,它们都能正常作业。

  由此发生的影响相同有目共睹

  以 TLV71333P 为例:该 IC 选用 1×1 毫米 QFN 封装,不需求外部电阻器,由于它是固定电压 LDO。请核实。假如用于不需求考虑噪声或线路瞬态的便携式设备,咱们能够不运用输入电容器。请核实。它是一款无需输出电容器也能作业的 LDO。当然,咱们的负载瞬态响应和 PSRR 会经过输出电容器改进,但关于咱们的运用而言这些或许都不必要。因而,咱们可选用该 %&&&&&% 进行规划,无需输出电容器。请核实。

  咱们在此供给 1×1 毫米的整体处理方案尺度

  要形象了解空间节约状况,请检查图 2。虽然附加组件或许在尺度上十分不起眼,但焊盘模型和走线会很快耗尽空间。

  

  图 2:LDO 电源的典型布局

  定论。或许存在芯片尺度小于 1×1 毫米的其它 LDO,可是不或许找到能供给 150mA 电流、具有更小整体处理方案尺度的 LDO。并且它不只尺度更小,相同也是本钱更低的处理方案。

  电源或许是最终考虑的问题,但不一定是费事的作业。无电容器的 LDO 可在占用最少空间的一起,满意电源需求。当然,有必要进行研究核实,以保证无电容器 LDO 合适您的运用。假如有负载瞬态或过多的纹波,增加一个输出%&&&&&%器或许会很有含义。不管如何,这些LDO 可在优化电源时为您供给另一种备用选项。

  原文请拜见: http://www.deyisupport.com/blog/b/power_house/archive/2014/07/25/51778.aspx

  德州仪器在线技能支撑社区为我国电子工程师回答技能难题,供给技能支撑。德仪社区触及模仿电子技能、单片机、MCU、嵌入式体系、DSP、数字信号处理,是选用TI芯片规划的电子工程师首选的技能交流平台。更多论坛精华,请阅读:http://www.deyisupport.com/

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