设计多轨电源时需要注意那些问题

紧迫的时间表有时会让工程师忽略除了 VIN、 VOUT 和负载要求等以外的其他关键细节，将 PCB 应用的电源设计放在事后再 添加。遗憾的是，后续生产 PCB 时，之前忽略的这些细节会成为难以诊断的问题。例如，在经过漫长的调试过程后，设计人 员发现电路会随机出现故障，比如，因为开关噪声，导致随机故障的来源则很难追查。

　　选择繁多

　　对于特定的电源设计，可能有多种可行的解决方案。在下面的示例中，我们将介绍多种选择，例如单芯片电源与多电压轨集成电路（IC）。我们将评估成本和性能取舍。探讨低压差（LDO）稳压器与开关稳压器（一般称为降压或升压稳压器）之间的权衡考量。还将介绍混合方法（即 LDO 稳压器和降压稳压器的混合与匹配），包括电压输入至输出控制（VIOC）稳压器解决方案。在本文中，我们将分析开关噪声，以及在开关电源设计无法充分滤波时，PCB 电路会受哪些影响。从总体设计角度来看，还需考虑成本、性能、实施和效率等因素。例如，如何根据给定的一个或多个电源实现多电源拓扑优化设计？我们将藉此深入探讨设计、IC 接口技术、电压阈值电平，以及哪类稳压器噪声会影响电路。我们将分析一些基本逻辑电平，例如 5 V、3.3 V、2.5 V 和 1.8 V 晶体管 - 晶体管逻辑 （TTL）、互补金属氧化物半导体（CMOS），及其各自的阈值要求。本文还会提及正发射极耦合逻辑（PECL）、低压 PECL（LVPECL）和电流模式逻辑（CML）等先进逻辑，但不会详细介绍。这些都是超高速接口，对于它们来说，低噪声电平非常重要。设计人员需要知道如何避免信号摆幅引起的这些问题。在电源设计中，成本和性能要求并存，所以设计人员必须仔细考虑逻辑电平和对干净电源的要求。在公差和噪声方面，通过设计实现可靠性并提供适当裕量，也可以避免生产问题。设计人员需要了解与电源设计相关的权衡考量：哪些可实现？哪些可接受？如果设计达不到要求的性能，那么设计人员必须重新审视选项和成本，以满足规格要求。例如，多轨器件（例如 ADP5054）可以在保持成本高效的同时提供所需的性能优势。