电源设计基础1

发布日期：2024-12-17 10:08 浏览次数：

1、隔离型AC/DC应用较多。若没有进行隔离，如用市电供电，人接触电源的输出端或地端可能会有触电危险，雷雨天无隔离可能会导致电路烧毁风险。

图1、PSR&SSR

2、主流的DC/DC芯片有Buck, Boost,Buck-Boost，其他隔离型DC/DC拓扑结构有：Ćuk、 Sepic、Zeta;DC/DC按是否集成MOSFET分为转换器和控制器，前者有集成MOS，后者需要外挂MOS。 DC/DC输出大小与PWM占空比D 有关。

图2 一生二，然后三，然后演化组合

图3 基本拓扑三种

3、很多地方，电荷bump足够了

传统快充方案有高电压小电流和高电流小电压 

高电压简单易行，对配件要求低，但因为需要降压，效率偏低，功率难以提升；

高电流转化率高，但对配件要求高，尤其是线材，电流太大线材要么成本直线上升，要么无法承受，导致出现瓶颈。

高电压高电流是快充技术演变的必然趋势，如何高效降压为电池充电成为关键。

电荷泵也叫无电感式DC-DC转换器，利用电容作为储能元件51漫画。可以使输出电压减半或倍增，根据能量守恒，电压倍增会使电流减半，电压减半会使电流倍增。转换效率可以达到95%以上。

图4 charge current pump

4、线性稳压器主要是低压差线性稳压器（LDO）

线性稳压器无法存储大量的未使用能量，若压差太大，没有提供给负载的功耗将以热量形式消耗掉。

工作在线性区，其作用是在输入电压或者负载电流发生变化的情况下仍然可以稳定的输出电压。

LDO是物联网电子产品中应用最为广泛的电源芯片。

LDO基本结构：包括电压基准源、误差放大器、调整管、反馈电阻四个模块。 •

LDO工作原理：误差放大器、调整管、反馈电阻组成LDO控制环路，当输入电压或者负载电流变化的时候，LDO通过它的控制环路的负反馈调节作用可以抑制出电压的变化

图5 LDO

5、LED发光二极管是一种电流单向导通的能发光的电子元件，由于单向电流导通发光特性，使用交流电直接作为驱动电源时可能会产生频闪现象及击穿风险，选取合适的电源驱动十分重要。

LED驱动电路芯片主要分为恒压式驱动、恒流式驱动、脉冲式驱动51漫画。恒流式驱动芯片应用最广。

LED驱动芯片工作原理：

线性恒流式：基于MOS管线性放大原理，通过控制通过MOS管电流来获得稳定的电流输出。

开关恒流式：控制内部功率开关，通过电流过大时关闭，过小时打开，使平均电流稳定在一定范围内。

阻容降压恒压式：利用电容控制最大通过电流并和负载串联起到降压目的，经过整流滤波及稳压后提供稳定电压的工作电源。

图6 恒流源

6、马达（Motor）也叫电动机，是一种将电能转化为机械能的装置。广义上可分为转子马达和线性马达，转子马达依靠转子旋转工作，根据电源分为直流马达和交流马达。

图7 电机

转子马达驱动芯片：控制通过电机的电流或两端电压，进而控制电机转速，正反旋转方向及刹车等功能。

根据驱动的马达的不同，可按转子马达的分类对转子马达驱动芯片进行分类。

典型直流驱动芯片：通过H桥电路控制电机驱动方向以及刹车和高阻状态，通过PWM控制电机转速。

正反转电机

线性马达：也称直线马达，初级通入电流后，在初次级之间产生磁场，在磁场与次级永磁体的作用下产生驱动力，从而实现运动部件的直线运动。音圈VCM马达是驱动镜头的直线运动，本质上也是直线马达。 •典型线性马达驱动芯片：TI的DRV2605，通过ROM内置的触觉效果库，改变输出的驱动电压的波形，从而控制线性马达的振动效果，产生触觉反馈等振感。