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便携电源管理策略和技巧

发布时间:2020-07-21 19:26:19 阅读: 来源:制棒机厂家

Q1:请问专家滤波电容大小的选择应如何计算?

本文引用地址::一般来说, 选择输出滤波电容主要是为了获得好的滤波效果,输出电压的纹波与芯片的工作方式(升压或降压)以及工作原理有关,单相和多相的计算方法是不同的。举例来说,假如使用LTC3406B芯片,△Vout≈△IL(ESR+1/8fCout), 其中,△Vout是输出电压的纹波,△IL是电感的纹波电流,ESR是输出滤波电容的内阻,f 是DC/DC的开关频率, Cout是输出滤波电容的容值。 通过该公式,可以方便地计算出需要的电容参数。

Q2:你好我想问一下耦合电容的选取原则,是不是要根据输入电阻和输出电阻,具体应怎么样?

A2:请注意在开关电源的设计中,输入电容和输出电容常常包括两类电容,分别起不同的作用。一类起减小输入输出纹波的作用,一般容值较大,容值的选取与纹波的要求以及电源的开关频率和设计有关。另一类电容是高频耦和电容,一般容值较小,要求尽可能靠近芯片。其容值的选取与要滤除的可能干扰信号的频率和幅度有关。

Q3:我的设计是用四节镍氢可充电电池来做手持设备的电源,期望能作到“浮充”(外界的5V电源通过机内的充电电路来给那四节镍氢电池充电,同时保证系统的供电),体统所需的输出电流为500mA左右。

A3:我相信这位朋友需要三组电路:(1)镍氢电池充电电路;(2)电池,市电源(5V)通道选择电路及;(3)升降压电源电路以供应5V 500mA系统。

① 镍氢电池充电电路,视乎这位朋友的充电要求可分为开关型或线性充电。线性充电成本较低,但热量损耗较大。但要提醒这位朋友,5V市电源并不是太理想。因为他要为4节电池充电,电池充饱后电压也接近5V,因此如要有效控制成本,我会建议利用6V电源。

② 通道选择电路比较简单,MOSFET是一个不错的开关选择。只要利用MOSFET及二极管及少许外加电路,并不难实现。

③ 升降压电源,我会建议做一个SEPIC电路。这可能会是最好成本效益的了。SEPIC电路可利用一个2A左右Boost Converter,如LT1935来实现。

Q4:现在电源管理芯片一方面向高集成化发展,如手机上的专用PMIC,及LTC3455。另外随着产品功能的增加,对电源管理有新的需求,专有PMIC 或ASSP 无法满足新的需求,需外接其它电源管理芯片。那些功能可以集成到单芯片 ,如何平衡这些需求?

A4:对于电源管理芯片来说,可以集成到单芯片的功能除了DC/DC外, Charge Pump,LDO,电压比较器,热插拔控制器,电量检测,Power Path等功能都可以集成到一个单一的芯片中去。

但是,电源管理芯片并非集成的模块越多越好。因为芯片的散热问题可能会导致整个管理芯片停止工作,为解决这个问题,不得不使用更大的封装和辅助散热设计,这将导致成本的整加,而且芯片的尺寸不得不整加。着就使其在嵌入式系统中的应用受到限制。而且,当其中任何一路电源发生问题时,可能会导致其它电源发生故障,并加速芯片的失效!

Q5:我现在要用镍氢电池搭建一个给单片机供电的系统,电池1-3节,请问有什么好的方案,在待机时功耗比较低。

A5:以我的经验,单片机的工作电压大部分是5V或3.3V , 因此,我建议你使用2节镍氢电池供电,采用升压芯片把电压升到3.3V 或5V即可。推荐使用Linear的LTC3400ES6, 静态电流20uA,2.4V 输入3.3V输出时效率为92% ,最低启动工作电压0.85V, 外部只需要两个电阻,两个4.7uF陶瓷电容和一个4.7uH电感。

Q6:需要设计一个电路,将4-20mA的电流信号转化为-10v-+10v的电压信号输出,不知是否可以推荐一下合适的芯片?

A6:常用的设计方法是,将该电流信号通过一个低值电阻,将该电阻的取样信号放大后,通过运放可将该信号转化为-10V~+10V的输出,关于运放的选择,与你的要求相关,例如要求的最小Vos, 运放的耐压,频率响应范围等。

Q7:有没有可以支持单节锂电池工作电压范围的2.7~4.2V转为6.5V的效率较高、噪声尽量小的产品,输出电流需要大于350mA,不需要隔离。我已经试过LT3458,但是噪声稍微偏大了一些,效率在输入电压进入3.5V以下后也比较低。还有更好的对应实现方法么?顺便问一下开关电源的噪声(10mv峰峰值)使用什么方法可以在较小的体积下将噪声降到50uV以下?

A7:除了LT3458,还可以尝试一下LT3467,但是,不管哪一种开关电源,输出电压的噪声很难直接做到50uV以下,如果要将噪声降到50uV以下,1、可以加滤波器;2、可以使用一个低噪声的LDO二次变压,但是需要将DC/DC的输出电压调高一些。

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