电源芯片选型.doc

① 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、升压或升降压芯片如果是降压，则可以选择线性稳压器、电容式 DC-DC（即电荷泵）或降压 DC-DC （当然升/降压 DC-DC 也可以，考虑到性价比没有必 要 这样选）；如果是升压或者升 /降压，则只能选择 DC-DC 转换器（电容式或者 电 感 式 升 压 D C - D C ） ！② 如果是降压，考虑效率，需要计算输入与输出之间的压差若这个压差很小（远远小于IV），则可以考虑选择低压差线性稳压器（LDO）;若这个压差在1V以 上，则可以考虑选择普通线性稳压器或者电感式降压 DC-DC 如果对效率没有要求， 两种线性稳压器都可以的情况下， 追求更低成本则可以选用普通线性 稳 压器③ 性稳压器和 DC-DC 稳压器都可以的情况下，若把转换效率放在第一位， 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④ 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 转换器为获得较高的效率，此时需 要参 照 DC-DC 转换器芯片手册里边的效率随负载电流变化曲线，要根据负载电 流选择合 适的 DC-DC 转换器， 确保稳压器达到较高的效率⑤ 为保证电池供电系统电源负荷变化较大应用的效率，最好选择 PFM/PWM 自动切换控制式的 DC-DC 变换器。

PWM 的特点是噪音低、满负载时效率高且能工 作 在连续导电模式， PFM 具有静态功耗小，在低负荷时可改进稳压器的效率当 系统 在重负荷时由 PWM 控制，在低负荷时自动切换到 PFM 控制，这样能够兼顾 轻重负 载的效率在备有待机模式的系统中，采用 PFM/PWM 切换控制的 DC-DC 稳压器能 够得到较高效率这样的电源芯片有 TPS62110/62111/62112/62113 、NC P 1 5 2 3 / 1 5 3 0 / 1 5 5 0 等⑥ 不要 大牛拉小车”或 小牛拉大车”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最大输出电流的 70%? 90% 如果用一个能输出大电流的稳压块来带动一个小电流的负载， 虽然说驱动 能力没有问题，但是可能会带来两个问题，一方面成本会提高；另一方面选用 DCDC 转换器时效率可能会非常低，因为一般的 DC-DC 在输出电流非常小或者 非常大的时候效率都比较低当使用线性稳压器（特别是普通线性稳压器）的时 候，输出电流要尽量留出较多的裕量，因为线性稳压器的压降都消耗在稳压芯片 上 了，过大的负载电流会造成较为严重的发热， 这一点很容易从式 1 中看出。

所 以使 用普通线性稳压器应该留有更大的裕量⑦ 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 到电池的使用寿命静态电流是与负载电流大小几乎无关的消耗，越小越好 效率 是能够转为有效利用能量多少的量度，同样容量大小的电池，电源的效率越 高，静 态电流越小，电池的使用时间就越长⑧ 输出电流大时应采用降压式 DC-DC 变换器便携式电子产品大部分工作电流 在300mA 以下，并且大部分采用 AA 镍镉、镍氢电池，若采用 1? 2 节电池，升 压到 3.3V 或 5V 并要求输出 500mA 以上电流时，电池寿命不长或两次充电间隔 时间太 短，使用不便这时采用降压式 DC-DC 变换器，其效率与升压式差不多， 但 电 池 充 电 间 隔 时 间 要 长 得 多⑨ 需要负电源时尽量采用电荷泵便携式仪器中往往需要负电源，由于所需电 流不大，采用电荷泵组成电压反转电路最为简单， 若要求噪声小或要求输出稳压 时，可采用带 LDO 线性稳压器的电荷泵芯片如 MAX1720 ，可以输出 50mA 的 电 流，关断电流只有 0.4 卩人输出负压的绝对值小于输入电压，在此范围内可以 外加分压电阻进行调节。

MAX868 输出电流为 30mA ，0.1 讥关断电流， 30 讥静 态电 流，具有可调的输出范围（ 0~2Vin ），具有电源关断控制引脚和 450kHz 的 开 关 频 率DC 只能降压 (相对 输入电压 )输出，尽管有的芯片手册中给出的输出范围很宽芯片 手册中标定的 输出电压范围很多都是针对芯片的输入电压范围的，即针对一个较小 的电压范 围，输出是达不到给定的输出的，只可能比输入电压低，不可能超过输入 电压的 如 LinearTechnology 的降压型的 DC-DC 转换器 LTC3417, 手册中在 DESCRIPTION 一节给出的是每一路输出为从 0.8? 5V 可调［3］，但根据降压转换 器的原理可知，输出与输入是密切相关的，并且只能比输入电压低如果输入为 2 5 ? 4 2V ，输出不可能会高于 4.2V, 这一点要特别注意一样的情形也会在 线性稳压器 中出现，特别是输出可调的线性稳压器，特别容易忽视的一点是，无 论怎么可调， 输出肯定比输入低一个压差 (DropoutVoltage ) ，对于初学者特别 容易犯这样的错 误，应该引起高度重视从电路设计的复杂程度来说， LDO 的设计最简单，电荷泵次之，电感式 DC-DC 最为 复杂。

一般来说， LDO (固定输出版本 )的设计只需要外接 2个陶瓷电容器 即可；电 荷泵一般需要 3? 4 个电容；电感式 DC-DC 的设计需要计算电感值、分 压电阻值、 输入输出电容的值等，需要的外围元器件最多，为 PCB 布局、走线、焊 接、 调 试 增 加 了 难 度方便进行电源管理为满足便携式系统节能的要求，在为便携式系统选择电源 芯片 时注重选择具有关断控制管脚的芯片 这里需要采取分区供电的方式，在不 需要使 用这些某些外设时，方便把该部分外设的电源关掉，从而达到节能的目的电源的设计优劣关乎系统设计的成败，对于电子系统的设计者来说，应该引起 足够 重视也许当你发现辛辛苦苦设计的系统仅仅是由于电源问题而无 ** 常工作 的时 候，才会真正意识到电源设计的重要作用 需要指出的是， 电源的很多指标 是不 可能同时兼顾的，往往需要在效率、噪声性能、纹波、成本等方面进行折中 考虑 此外，为简化计算，很多电源厂商的网站上都有设计工具，输入相应 的指标就 可计算出相关元器件的参数取值， 这样可以提高设计效率 但是，这并 不意味这 样就不需要仔细看芯片手册了， 工具不是万能的， 某些需要的电源工作 模式在工 具设计中不一定可以体现出来， 这就需要仔细研读芯片手册， 在读懂的 基 础 上 灵活应用。