实话实说电源设计

最新更新时间:2013-05-19来源: 与非网关键字:电源设计 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
  最近,我遇见了一个老朋友,他是一位很有经验的模拟电路工程师,从事高可靠服务器用电源子系统的设计工作。他说,他设计的宽度为 19 英寸的典型机架安装电路板要消耗 100A 的电流。我对此一点也不感到惊讶。我们都知道,今天的处理器耗电很大,因为芯片上有几百万个有源器件,其耗电累加起来也就不得了。
  
  但我的朋友又披露了另一个统计数字:他设计的典型电路板上有约 30 个独立的电源网络。每个电源网络都有不同的标称电源电压、精度以及调整率;在有些情况下,这些标称电压只相差十分之几伏。再则,每个电源网需要有自己的稳压器以及一系列去耦电容器,以便控制从近乎直流直至几百千赫带宽内的旁路阻抗。设计师必须分析并实现每个电源网络的供电与返回路径,以及大量的 PCB 板走线。在最终设计中,直流电源子系统的走线与电容器要占去电路板面积的一大部分。设计师必须精心建立所有这些因素的模型,以确保电流路径得当,以及 IR 压降很小。在达到这些电流电平时,这可不是件简单的工作。

  然而,高质量电源子系统与其配电系统之间却存在一个难题。尽管供电在任何系统中都是一种不可或缺的功能,但它却无法获得用户的直接赞赏或认同。用户需要的是额外的特性、功能和性能;供电被看作设计中固有的部分。增加特性有利于营销宣传,并获得更多的利润,而电源网络的元件成本和占板面积却没有这些好处。事实上,有些人会把电源子系统占用的电路板面积看作没有意义的负担,就像财务部门或邮件收发室一样。

  我希望,你作为系统设计师或电路设计师能对物料清单上的元器件的选择产生重大影响。我的这位朋友指出,为最大限度地减小电源网络的负担,你可以做几件基本工作。首先,要帮助电源子系统设计师开发设计一组基本的稳压器(可以使用线性稳压或开关稳压技术),这样,你就可以在电路板上重用这些设计。为了使这项工作有价值,你还应该根据每一个标称电压来平衡电流负载,使之处于同一范围内,因为你找不到一种经济实惠设计能支持 10mA 和 1A 两种负载。

  其次,你还必须律已。面对浩瀚的 IC 世界,切忌贪婪心态。要选择那些共同使用标称电压较少的元件。要努力寻找符合数据表规格的部件,尽管其电源调整率为5%,因为更严格的规格会限制电源的灵活性。要使用标准的多输出电源的电压组合(最好来自多个厂家),这样就可以成对地选择不同的输出电流和调整率,以支持多个 IC,而不是仅仅支持一两个 IC。

  你要在两个方面进行权衡:一方面是你想选用最合适的 IC,另一方面你在了解其独特的电源要求时电源网络设计的影响后想获得所需的特点与功能。换句话说,你要做工程师们经常做的折衷工作(这些工作有时一目了然,但一般都难以定夺):权衡优缺点,对折衷方案作出评判,努力达到能满足市场要求的功率、价格和性能最佳点。
关键字:电源设计 编辑:探路者 引用地址:实话实说电源设计

上一篇:大电流DC/DC转换器的引脚设计
下一篇:简易型高电压电流检测终得实现

推荐阅读最新更新时间:2023-10-17 15:43

安森美半导体论汽车电源设计挑战及考量
电动化、智能化、互联化正成为汽车发展新趋势,为提升燃油经济性的启停系统、为增加主动安全性的先进驾驶辅助系统(ADAS)、以及作为新一代智能交通基础的驾驶信息系统等多个电子系统越来越多地被汽车设计人员所采用,多系统的集成在提升汽车驾乘体验的同时,也为汽车电源设计带来了挑战。汽车电源须提供更高能效和更低能耗,以配合汽车产业的发展并符合各种环境法规及安全标准。 线性方案对比开关方案(SMPS)及设计考量 在电源转换过程中不可避免地会发热,稳压器散热会损失一部分功率,这样输出功率就不可能等于输入功率。传统的线性稳压器在此过程中会耗散大部分能量,已无法满足当前高功率需求类的应用。我们假定采用线性稳压器时需要2.5 W的额
[汽车电子]
安森美半导体论汽车<font color='red'>电源设计</font>挑战及考量
1.25W非隔离恒流LED驱动器电源设计
一、设计特色   1、全球通用AC输入电压范围—一个设计全球通用精确及稳定的恒流输出   2、体积小重量轻   3、替换无源阻容降压方式 电源 的成本低廉、使用 元件 数目少的解决方案   4、采用的拓扑结构在故障时安全性高—可对负载加以保护   5、高效率(85 VAC输入时,效率 60%)   6、达到EN55022 B对 EMI 的要求 二、电路原理图 图1 电路原理图   三、电路分析   图1中的电路为一个采用降压-升压型拓扑结构的非隔离恒流(CC)电源,用于 驱动 led 。典型应用为夜灯、霓虹广告牌的替换方案、紧急出口指示牌或任何使用LED进行照明的应用。AC输入电压经D1、D2、
[电源管理]
1.25W非隔离恒流LED驱动器<font color='red'>电源设计</font>
LED电源设计的线性和开关式结合方案
  为控制亮度,发光二极管(LED)需要恒定电流。把一只电阻器与一组LED串联即可实现此点。由于一组LED的电压和供电电压都可能发生改变,因而必须使用专用的LED驱动保证电流的精准。以下两种方案使用广泛:线性恒流LED驱动器和步进降压开关式转换器,它们均有各自的优势和劣势。   线性驱动是简单的方案,所需元件极少且基本无噪音。但是,其耗散的热量和供电电压与LED正向电压之差成正比。为防止过热,其封装可能需要在PCB上额外划分一个散热区,这就增加了所需PCB的成本和数量,同时也增加了驱动IC因热关断,从而关闭LED的风险。   图1 LM393比较器监测LED串的低侧电压,并使能降压稳压器(CAT4201)或线性稳压器(CAT4
[电源管理]
LED<font color='red'>电源设计</font>的线性和开关式结合方案
降压型PWM_AC-DC开关电源设计
1.引 言 1.1开关电源的概念 开关电源(Switch Mode Power Supply,SMPS)是以功率半导体器件为开关元件,利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。 开关电源中应用的电力电子器
[电源管理]
降压型PWM_AC-DC开关<font color='red'>电源设计</font>
ADI专家解析开关调节器输出,有效加快电源设计
  最大程度降低开关调节器的输出纹波和瞬变十分重要,尤其是为高分辨率ADC之类噪声敏感型器件供电时,输出纹波在ADC输出频谱上将表现为独特的杂散。为避免降低信噪比(SNR)和无杂散动态范围(SFDR)性能,开关调节器通常以低压差调节器(LDO)代替,牺牲开关调节器的高效率,换取更干净的 LDO输出。了解这些伪像可让设计人员成功将开关调节器集成到更多的高性能、噪声敏感型应用中。   本文介绍测量开关调节器中的输出纹波和开关瞬变的有效方法。对这些参数的测量要求非常仔细,因为糟糕的设置可能会导致读数错误,示波器探针信号和接地引线形成的环路会导致产生寄生电感。这样会增加与快速开关瞬变有关的瞬变幅度,因此必须保持较短的连接、有效的方法
[电源管理]
ADI专家解析开关调节器输出,有效加快<font color='red'>电源设计</font>
数字反馈控制技术实现直流稳压电源设计
  引言   直流稳压电源是电子技术领域不可缺少的设备。目前, 直流稳压电源 已朝着多功能和数字化的方向发展,本文以单片机为核心,结合数字反馈控制技术。该电路具有电压调整简便,读数直观,电压输出稳定,便于智能化管理的特点,有效地克服了传统电源的不足。   1 系统功能系统   电压调节范围为0一12V,最大输出电流2A,具有过载和短路保护功能。数字显示有4位,其中1位功能显示,另3位显示输出电压以及电路参数设定值。键盘设有4个键,功能选择键,步进增减键以及确认键。功能选择键用于启动参数设定状态,步进增减键用于设定参数数值,确认键用于输入设定值电源开机设定值为前次使用值。此时按键,则电压显示值出现闪烁现象,表示进人
[单片机]
数字反馈控制技术实现直流稳压<font color='red'>电源设计</font>
电源设计追求效率 台系模拟IC接单回春
随着移动装置的快速充电规格不断升级,加上最新的USB Type-C介面也强调大电流的传输效果,在国内、外品牌大厂及电源供应器业者重新思考系统级的电源设计,致力追求更好的充电效率下,对于模拟IC及电源管理IC的采购等级也同步升等。 面对终端客户已不断释出将更改电源供应器设计,加上升级Type-C介面及快充规格的兴趣大增,台系模拟IC供应商多预期2016年下半,全球相关电源管理IC市场将迎来新一波的价涨量增前景,将对公司营运表现产生一定程度的回春加温效果。而2016年营收及获利表现,也可望配加产业及市场偏多趋势而顺利达成。 其实台系模拟IC设计业者应该是2016年上半台湾IC设计产业中,营运成长表现最
[模拟电子]
电源设计,自己掌控
  电源设计过程是一项极为艰难的工作,从对复杂电路的理解到寻求芯片经销商的帮助,没有一件是轻松容易的事情。这篇文章将告诉您如何利用现有工具快速地设计出您自己的电源,无需求助于芯片制造厂商—也无需向谁请教。利用现有的一些软件和硬件工具,完成这项具有挑战性的工作已不再像以前那么困难了。您的电源电路设计现在已经在您的手里了。   比如,我们现在就从设计一个降压 DC/DC 电路开始。这种电路的典型例子便是使用 TPS54331,它是一款 Eco-mode™ 的 3A、28V 输入、降压 Swift™ DC/DC 转换器。这种转换器是一个集成了低 RDS(on) 高端 MOSFET 的 28-V、3-A 非同步降压转换器。为了提高
[电源管理]
<font color='red'>电源设计</font>,自己掌控
小广播
热门活动
换一批
更多
最新电源管理文章
更多精选电路图
换一换 更多 相关热搜器件
更多每日新闻
随便看看
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved