嵌入式开关电源是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,以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备。
电源是嵌入式系统中不可缺少的重要组成部分,电源设计的好坏直接决定了系统设计的成败。出现电源设计问题的原因:①由于设计者硬件设计经验不足;②集成稳压芯片品种繁多、手册说明不规范。
电源设计过程中,除了有电压和电流基本要求之外,还需要对效率、噪声、纹波、体积、抗干扰等性能指标有着一定的约束。此外,对于采用电池供电的便携式嵌入式系统的电源来说,还要有电源管理的考虑。
在嵌入式系统,高效电源方案应满足以下标准:
- 采用电池供电时,设备可长时间工作
- 延长电池寿命
- 限制元器件和电池本身的温升
- 提供集成软件智能,以使效率最大化
选择电源芯片需要遵循的原则:
- 需要负电源时尽量采用电荷泵
- 特别要注意LDO和Buck型的特性
- 输出电流大时应采用降压式 DC-DC变换器
- 如果是降压,考虑效率,需要计算输入与输出之间的压差
- 明确输入电压(或范围)和输出电压,根据输入输出的大小关系决定选择降压、升压或升降压芯片
- 对于电池供电的系统,静态电流和效率是需要重点关注的参数,因为这直接关系到电池的使用寿命
- 为保证电池供电系统电源负荷变化较大应用的效率,选择 PFM/PWM自动切换控制式的 DC-DC变换器
- 选用电源芯片时为保证电源的使用寿命,需要留有一定的裕量,较合适的工作电流为电源芯片输出电流的70%~90%
- 在使用电池供电时,若要求较长的电池使用时间,需要优先考虑效率,无论是升压、降压、升/降压都可以选用DC-DC转换器
- 在线性稳压器和DC-DC稳压器都可以的情况下,若把转换效率放在位,则可以选择DC-DC稳压器;若对价格限制得很严格,并且要求较小的纹波和噪声,则可以考虑选用线性稳压器
文章整合自:设计本、dzsc、hqew
编辑:ymf
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