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便携产品电源芯片的应用技术

便携产品电源芯片的应用技术

点击数:7430 次   录入时间:03-04 11:44:39   整理:http://www.55dianzi.com   元器件特点及应用

•        选用开关频率高的DC/DC可以极大地缩小外部电感器和电容器的尺寸和容量,如超过2MHz的高开关频率。

•        开关稳压器的缺点较小,通常可以用好的设计技术来克服。但是电感器的频率外泄干扰较难避免,设计应用时对其EMI辐射需要考虑。

•        开关式DC/DC升降压稳压器按其功能分成Buck开关式DC/DC降压稳压器、Boost开关式DC/DC升压稳压器和根据锂电池的电压从4.2V降低到2.5V能自动切换降升压功能的Buck-Boost开关式DC/DC升降压稳压器。

 

电荷泵(Charge Pump)

电容式电荷泵通过开关阵列和振荡器、逻辑电路、比较控制器实现电压提升,采用电容器来贮存能量。电荷泵是无须电感的,但需要外部电容器。工作于较高的频率,因此可使用小型陶瓷电容(1μF),使空间占用最小,使用成本低。电荷泵仅用外部电容即可提供±2倍的输出电压。其损耗主要来自电容器的ESR(等效串联电阻)和内部开关晶体管的RDS(ON。电荷泵转换器不使用电感,因此其辐射EMI可以忽略。输入端噪声可用一只小型电容滤除。它输出电压是工厂生产时精密予置的,调整能力是通过后端片上线性调整器实现的,因此电荷泵在设计时可按需要增加电荷泵的开关级数,以便为后端调整器提供足够的活动空间。电荷泵十分适用于便携式应用产品的设计。从电容式电荷泵内部结构来看,它实际上是一个片上系统。

 

线性稳压器与开关稳压器的比较

线性稳压器与开关稳压器的比较可从下表清楚看到。

 

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LDO的内部结构 

从图1中可以看到,LDO电流主通道在其内部是有一个MOSFET加一个过流检测电阻组成,肖特基二极管作反相保护,输出端的分压电阻取出返馈电去控制MOSFET的流通电流大小,EN使能端可从外部去控制它的工作状态,内部还设置过流保护、过温保护、信号放大、POWER-OK、基准源等电路,实际上LDO已是一多电路集成的SOC。LDO的ESD>4KV,HBM ESD>8KV。图2可见它的应用实例。

 

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图1  LDO的内部结构

 

低压差稳压器 (LDOs)的应用

低压差稳压器的应用象三端稳压一样简单方便,一般在输入、输出端各加一个滤波电容器即可。电容器的材质对滤波效果有明显影响,一定要选用低 ESR的X7R & X5R 陶瓷电容器。

 

 

 

关于低压差稳压器 (LDOs) 制造工艺

•        LDO低压差稳压器串联使用,它不是一个开关,也不是传递一个比输出电压更高的电压;

一些LDO使用双极晶体管(Bipolar)工艺,从根本上来说,Bipolar和CMOS工艺二者在功能上没有区别,可是有一些内在的性能差别,成本不同;

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LDO布线考虑:降低噪音和纹波 

LDO布线设计要点是考虑如何降低PCB板上的噪音和纹波,如何走好线是一个技巧加经验的工艺性细活,也是设计产品成功的关键之一。图3说明了如何设计走线电路图,掌握好电流回流的节点,有效的控制和降低噪音和纹波。优化布线方案是值得参考的。图4说明了PCB板布线(Layout )的设计技巧,被推荐的布线方案解决了电流回流路径不良引出的噪音和纹波。

 

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典型布线方案

 

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