基于 LT8640S 的高效率电源

Excelpoint世健

最新更新时间：2020-04-10

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本文是 21Dianyuan 社区「2019 ADI & 世健 • 电源智造设计赛」优秀设计奖获奖作品，作者郭亭亭，感谢作者的辛苦付出。

2019 ADI & 世健 • 电源智造设计赛圆满落幕，获奖名单已揭晓，祝贺郭亭亭获得本次大赛的优秀设计奖。希望作者不骄不躁，再创佳绩！

获奖人照片

接下来小编给大家一起分享下这款高效率电源的设计过程。

先回顾下本次大赛内容：

参赛要求

1. Vin=12V， Vout=2.5V，lout=2A；整版使用电容合计容量，不得大于 60uF；

2. PCB 设计仅限于2-4层 (不接受6层及以上 PCB 设计)；

3. 测试中，不允许切换工作模式。

评选规则

* 点击看大图

作品实物图

专家点评

方案设计相对步骤多些，指标得分高，报告完整。

作品设计过程

方案介绍

■ 设计图纸

■ PCB 设计

■ 动态响应测试工装

设计思路

简单分析了下得分标准，要想拿奖，需要在空载电流、动态响应这两个指标上下功夫，这两个指标做好了，其它指标是主流水平，拿奖应该还是有可能的。

但是从 DS 分析来看，两个指标的最优模式分别是不同的工作模式，比赛规则不允许手动修改芯片工作模式，所以需要有模式切换电路。最后作者采用的是交错式电源结构。

清单整理如下：

实验报告

瞬态响应

■ 测试标准：0.125A-1.25A 1ms 脉宽负载，检测电压瞬态变换值，测试点选取离 IC 最远的一个滤波电容两端。示波器探头使用弹簧接地针，以最小路径测试滤波电容两段的纹波，20MHz 带宽开启。

■ 测试结果：45.6mV MAX

满载效率

■ 测试标准：2A负载下的电源转换效率

■ 评分标准：低于90%的0分，每高0.5%,加1分

■ 测试结果：94.02%

输入电压(V)	输入电流(A)	输出电压(V)	输出电流(A)	效率 (%)
12.12	0.439	2.504	1.998	94.02

轻载效率

■ 测试标准：125uA负载时的电源转换效率

■ 评分标准：低于50%的0分，每高2%，加1分

■ 测试结果：80.3%

输入电压(V)	输入电流(A)	输出电压(V)	输出电流(A)	效率 (%)
12.13	33.4	2.546	127.6	80.18

输出纹波

■ 测试标准：2R 水泥电阻负载 (1.25A 恒定输出电流) 下的电源纹波，测试点选离 IC 最远的一个滤波电容两端。示波器探头使用弹簧接地针，以最小路径测试滤波电容两段的纹波，20MHz 带宽开启。

■ 评分标准：高于 30mV 的0分，每低于 1mV 加1分

■ 测试结果：8.6mV

静态电流

■ 测试标准：断开负载，保持输出电压2.5V持续输出，上电稳定1分钟后，测试输入端消耗的静态电流，使用4位半万用表微安档直接串联测量，或者在输入串联10K电阻，短接启动后测量电阻两端电压推算电流。

■ 评分标准：高于50uA的0分，每低2uA加1分

■ 测试结果：2.2uA

电路设计

■ 测试标准：原理图及 PCB 的设计及标注规范性

■ 评分标准：原理设计规范，标注清晰合理，最高5分。PCB 布局，走线方向，走线宽度，丝印标注，过孔设置等合理的，最高5分。

■ 测试结果：原理图清晰易懂，干净整洁，PCB 布局，布线满足电源拓扑，信号采样要求，丝印清晰。

作者访谈

小编：您好，首先恭喜您获得优秀设计奖。能否和大家分享一下，您的参赛感悟？

郭亭亭：作品能获奖，惊喜之余还是要谢谢世纪电源网和 ADI 和世健主办方为工程师们提供了这么好的平台和机会，感谢你们设计过程中给予过的帮助，以及在最后评选环节中出现的问题也会及时和参赛者沟通, 有疑问也是第一时间解决，正是你们的公平、公正、公开，才有了我们这些获奖者。

感谢ADI LT864X 系列芯片，正是芯片输入电压范围宽，静态功耗极低，效率高的特点才使得我提交的作品有机会入围，最后要感谢大赛群里的兄弟姐妹们，有你们这个大家庭真好。

小编：好的，感谢您的回答，也期待您以后给大家带来更好的作品！

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世健(Excelpoint)是完整解决方案的供应商，为亚洲电子厂商包括原设备生产商（OEM）、原设计生产商(ODM)和电子制造服务提供商(EMS)提供优质的元器件、工程设计及供应链管理服务。

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