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| 输出电压 | 一般固定 5v、3.3v | 可调 | | 输入输出电压差 | 压差小 | 范围大 | | 最大输出电流 | <1A | 2A,3A,可以很大 | | 输入电压 | 不建议压差大 | | | 纹波/噪声 | 好 | 差 | | 效率 | 一般较低 | 很高 >80,90 | | 成本 | 低 | 高 | | 电路 | 简单 | 复杂 | | 静态功耗 | 低 | 高 |
三、为什么LDO输出端需要钽电容,不能用陶瓷电容(孙老师21.8.18视频)
涉及到LDO的工作原理,输出电容是LDO电压控制闭环的重要部分,钽电容寄生电阻大,陶瓷电容寄生电阻小,但是LDO的稳定性就需要利用寄生电阻,且钽电容要靠近芯片输出引脚,比较复杂,可以去查查环路稳定性的资料(我说为什么楼总的LDO稳压,钽电容虽然容值大,但离输出管脚最近呢,原来就是这个原因,LDO输出引脚需要钽电容的寄生电阻)(LDO电路,ESR产生的电压波动能及时反馈负载的电流波动,以便LDO电源及时调整,因此需要ESR比较大,而钽电容的ESR比陶瓷电容大)
四、DCDC拓扑结构
回答时要注意思路
1)由哪几个器件组成,此时开关闭合,输出电压变化 2)二极管截止/开通 3)电流流向 4)电容电压升高,电感电流线性增加, 5)电感电流不能突变,电容电压不能突变,相当于能量储存在电感/电容中 6)此时开关关断 7)电感电容、负载的状态 8)此时输出电压的变化 9)电压动态平衡
BUCK
电感电流模式
1)连续模式(conduction mode CCM):电感电流不会降至零
2)不连续模式( disconduction mode DCM):电感电流会降至零
3)临界模式(boundary conduction mode:BCM) 连续和不连续之间的过度态
4) 强制连续导通模式–FCCM《bbs.21dianyuan.com/thread-3186…
- fccm,强制连续模式,就是在同步续流dc-dc中,由于低位mos管是双向导通的,在电感上的电流为0是,电感的电流反向,要是二极管续流额话应该是dcm模式,但是用mos同步续流不会截止,好像也是ccm模式,就是强制ccm模式。
芯片选型(可能不完全)
1)最大最小输入电压
2)最大电流
3)效率
4)开关频率,直接影响了输出电感和输出电容的选型
面试回答:BUCK的工作原理
1)BUCK电路由电源、开关管、二极管、电感、电容、负载组成,2)当开关闭合的时候,二极管处于截止状态,输出电压被拉高,3)电流会流过电感、电容和负载,相当于电感和电容储存能量 4)电感两端电流不能突变,电容两端的电压不能突变,相当于电能储存在电感和电容上,5)当输出电压高于目标电压时,开关断开 6)此时二极管导通 7)由于电感上的电流不能突变,此时电流会从二极管回流,同时由于电容上的电压不能突变,电容里的电能也会通过负载进行释放 8)当输出电压比目标电压低时,再次闭合开关,就可以使输出电压稳定在目标电压上下,
boost
1)boost电路由电源、开关管、二极管、电感、电容、负载组成, 2.)当开关闭合的时候,相当于电感直接接地,此时二极管截止 3)此时电感上的电流上升,相当于电源给电感充能 4)此时开关断开 5)由于电感上的电流不能突变,因此在电感Ls上就产生反向电动势以维持通过的电流不变, 6)二极管导通 7)电流给电容充能,同时给负载提供能量 7)此时输出电压等于电源电压加电感电压,输出电压就会大于电源电压,8)当开关闭合时,由于电容两端的电压不能突变,电容继续给负载提供能量,9)当电源电压下降
buck-boost
注意,这时候输入电压与输出电压的极性是相反的
1)boost电路由电源、开关管、二极管、电感、电容、负载组成,2)当开关闭合时,二极管截止,3)此时电流逐步上升,相当于给电感充能, 4)当开关断开时,二极管导通 5)由于电感电流不能突变,此时电感给电容充能,并为负载提供电流,6)当开关闭合时,由于电容两端电压不能突变,电容给负载供能,7)当占空比小于0.5时,输出电压小于电源电压(降压),当占空比大于0.5时,输出电压大于输入电压(升压)
LDO
LDO的重要参数
1)最小输入输出压差额Vdrop
如果低于这个电压,LDO就不能正常工作,因为LDO内部需要一个最小参考电压
2)线性调整率
在特定负载电流条件下,当输入电压变化时,引起的对应输出电压的变化量。此值越小,性能越好
(电流不变,输入电压改变,引起的输出电压变化)
其表达式:line regulation=△Vout/△Vin
3)负载调整率
在特定的输入电压条件下,当负载电流变化时,引起的输出电压的变化。此值越小,性能越好
(输入电压不变,负载电流改变,引起的输出电压变化)
Load regulation = △Vout/△Iout
4)静态电流
系统处于待机状态下所消耗的电流,
5)热阻
温度随功率变化的上升度
6)效率
输出功率和输入功率的比值
7)PSRR电源纹波抑制比
20倍log 输入纹波除以输出纹波,此值越大,纹波抑制就越好
PSRR=20log Vripple(in)/Vripple(out)
选型
电感怎么选型
异步buck左 | 同步buck右
异步boost左 | 同步boost右
步骤:
(1)确认输出电流Iout
(2)确认电感值 Lmin=上述公式
一般来说 △I 取20%-40%的Iout(最大输出电流),f为DCDC开关频率
(3)根据Lmin选取L,一般略取大一点
(4)通过上面的公式计算△I,Imax
Imax=Iout+1/2 △I,饱和电流要大于Imax
(5)确认电感的饱和电流要大于Imax,温升电流要大于Iout
选型:数据手册有公式,感值越大,输出纹波越小(但也不是越大越好,如果电感太大的话,可能会影响输出的动态响应。),具体公式数据手册里有,跟开关频率,输入输出电压,最大电流有关,(但是DCDC的开关频率怎么确定?)。
饱和电流Isat:电感上加一特定量的直流偏压电流, 使电感的电感值相对未加电流时的电感值下降下降10%-30% (一般都是按30%来算),需要在数据手册中带入公式计算
平均电流Irms
温升电流:电感自我温升不超过40度时的电流
直流电阻
自谐振频率需要是使用频率的10倍以上,当频率为自谐振频率时,阻抗最大,高于或低于此值都会减小阻抗(怎么理解?
这个是对并联谐振而言的。并联谐振时,谐振回路不再反射所吸收的能量,而仅仅以很小的份额吸收外部能量,来补充所损耗的能量。这就等价于一个阻值很高的纯电阻。在非谐振状态,谐振回路将以电容或者电感的方式反射所吸收的能量。
并联谐振 输入频率高于谐振频率时 信号从电容跑掉了。。频率越偏跑的越多。。 ;输入频率低于谐振频率时 信号从电感跑掉了 频率越偏跑的越多。。频率等于并联谐振频率时谐振回路阻抗最大。
串联谐振时 频率高于谐振频率时 电感的感抗起作用阻碍高频通过。。频率低时 电容阻碍信号通过。。只有等于谐振频率时 串联电路阻抗最小。
磁滞损耗:铁磁体等在反复磁化过程中因磁滞现象而消耗的能量,
铁损:铁损与磁芯的磁通变化量有关,变化量越大铁损会变大。而磁通变化量由与电感的电感上电流的变化量成正比,所以可以选择铁损小的磁芯或者降低电感上的电流变化量来提高效率。铁损包含磁滞损耗和涡流损耗和剩余损耗,
铜损:与线圈的直流电阻大小成正比。另外当频率较大时,由于导线的趋肤效应,电流在导线的表面流动,如果导线较粗的情况下,导线中间的部分相当于没起到作用。解决趋肤效应的一个办法是用合适的较细的导线并用多股并绕,以提高导线率用率。所以这里提高效率的方法是降低线圈的直流电阻,有必要的话用多股导线并绕。。
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