電源ic選擇指南

發(fā)布時(shí)間:2024-02-16
選擇電源ic不僅僅要考慮滿足電路性能的要求及可靠性,還要考慮它的體積、重量、延長(zhǎng)電池壽命及成本等問(wèn)題。這里給出一些選擇基本原則,供參考。
1、優(yōu)先考慮升壓式dc/dc變換器
采用升壓式dc/dc變換器不僅效率高并且可減少電池?cái)?shù)(減小整個(gè)電源體積及重量)。例如max1674/1675高效率、低功耗升壓式dc/dc變換器ic,其靜態(tài)電流僅16μa,在輸出200ma時(shí)效率可達(dá)94%,在關(guān)閉電源時(shí)耗電僅0.1μa,并可選擇電流限制來(lái)降低紋波電壓。
2、采用ldo的最佳條件
當(dāng)要求輸出電壓中紋波、噪聲特別小的場(chǎng)合,輸入輸出電壓差不大,輸出電流不大于100ma時(shí)采用微功耗、低壓差(ldo)線性穩(wěn)壓器是最合適的。例如,采用3節(jié)鎳鎘、鎳氫電池或采用1節(jié)鋰離子電池,輸出3.0~3.3v電壓,工作電流小于100ma時(shí),電池壽命較長(zhǎng),并且有較高的效率。例如采用超微功耗線性穩(wěn)壓器baw03a~06a,其靜態(tài)電流僅1.1μa,輸出電壓有1.2、1.3、1.4、1.5、1.7、1.8、2、2.1、2.3、2.5、2.7、.28、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、4.0、4.2、4.3、4.5、5.0、5.8、6.0v,可供用戶選擇,輸出電流30ma~50ma。max8867/8868輸出噪聲為30μvrms。而另一種低功耗、低壓差ldo器件gmt7250,其靜態(tài)電流180μa,輸出100ma時(shí)壓差小于85mv。該器件溫度穩(wěn)定性好,典型值為31ppm/℃,并且有電源工作狀態(tài)信號(hào)輸出及關(guān)閉電源控制。該器件有固定電壓輸出:3.3v、4.85v、5.0v三種,并且可外接兩電阻來(lái)設(shè)定輸出電壓,輸出電壓范圍為1.2~9.75v,輸出電流可達(dá)250ma,適合大多數(shù)便攜式產(chǎn)品應(yīng)用。
3、需負(fù)電源時(shí)盡量采用電荷泵
便攜式儀器中往往需要負(fù)電源,由于所需電流不大,采用電荷泵ic組成電壓反轉(zhuǎn)電路最為簡(jiǎn)單,若要求噪聲小或要求輸出穩(wěn)壓時(shí),可采用帶ldo線性穩(wěn)壓器的電荷泵ic。例如,max1680/1681,輸出電流可達(dá)125ma,采用1mhz開關(guān)頻率,僅需外接兩個(gè)1μf小電容,輸出阻抗3.5ω,有關(guān)閉電源控制(關(guān)閉時(shí)耗電僅1μa),并可組成倍壓電路。另一種帶穩(wěn)壓輸出的電荷泵ic max868,它輸出可調(diào)(0~-2×vin),外接兩個(gè)0.1μf電容,消耗35μa電源電流,可輸出30ma穩(wěn)壓的電流,有關(guān)閉電源控制功能(關(guān)閉時(shí)耗電僅0.1μa),小尺寸μmax封裝。
4、不要追求高精度、功能全的最新器件
電源ic的精度一般為±2%~±4%,精度高的可達(dá)±0.5%~±1%,要根據(jù)電路的要求選擇合適的精度,這樣可降低生產(chǎn)成本。功能較全的器件價(jià)格較高,所以無(wú)需關(guān)閉電源功能的或產(chǎn)品中無(wú)微處理器(μp)或微控制器(μc)的則無(wú)需選擇帶關(guān)閉電源功能或輸出電源工作狀態(tài)信號(hào)的器件,這樣不僅可降低成本,并且尺寸更小。
5、不要“大馬拉小車”
電源ic最主要的三個(gè)參數(shù)是,輸入電壓vin、輸出電壓vo及最大輸出電流iomax。根據(jù)產(chǎn)品的工作電流來(lái)選擇:較合適的是工作電流最大值為電源ic最大輸出電流iomax的70~90%。例如最大輸出電流iomax為1a的升壓式dc/dc變換器ic可用于工作電流700~900ma的場(chǎng)合,而工作于20~30ma時(shí),其效率則較低。如果產(chǎn)品有輕負(fù)載或重負(fù)載時(shí),最好選擇pfm/pwm自動(dòng)轉(zhuǎn)換升壓式dc/dc變換器,這不僅在輕負(fù)載時(shí)采用pfm方式耗電較小,正常負(fù)載時(shí)為pwm方式,而且效率也高。這種電源ic有tc120、max1205/1706等。
6、輸出電流大時(shí)應(yīng)采用降壓式dc/dc變換器
便攜式電子產(chǎn)品大部分工作電流在300ma以下,并且大部分采用5#鎳鎘、鎳氫電池,若采用1~2節(jié)電池,升壓到3.3v或5v并要求輸出500ma以上電流時(shí),電池壽命不長(zhǎng)或兩次充電間隔時(shí)間太短,使用不便。這時(shí)采用降壓式dc/dc變換器,其效率與升壓式差不多,但電池的壽命或充電間隔時(shí)間要長(zhǎng)得多。
7、dc/dc變換器中l(wèi)、c、d的選擇
電感l(wèi)、輸出電容c及續(xù)流二極管或隔離二極管d的選擇十分重要。電感l(wèi)要滿足在開關(guān)電流峰值時(shí)不飽和(開關(guān)峰值電流要大于輸出電流3~4倍),并且要選擇合適的磁芯以滿足開關(guān)頻率的要求及選擇直流電阻小的以減少損耗。電容應(yīng)選擇等效串聯(lián)電阻小的電解電容(low esr),這可降低輸出紋波電壓,采用三洋公司的有機(jī)半導(dǎo)體鋁固體電解電容(一般為幾十~幾百毫歐)有較好效果。二極管必須采用肖特基二極管,并且要以滿足大于峰值電流為要求。
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