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近年來,便攜式電子產品發展迅速,于是各類廠家紛紛開發符合便攜式產品要求的電源IC,現在市場上的電源五花八門,根據供電系統的電源電路不同,選擇的產品也不同。在選擇電源時,電源的首頁任務是要使電路性能穩定,并要具備安全性高、體積小、重量輕、延長電池壽命等特點。根據工作原理不同可分為開關電源、線性電源、電源IC三種。
開關電源主要是指DCDC變換器有一個工作正在開關狀態的晶體管。開關管工作于飽和導通和截止兩種狀態,因為開關管管耗小與輸入電壓大小無關,所以效率較高。DCDC變換器IC可以組成升壓及降壓兩種方式,因為降壓式主要用于工作電流大于1A的場合,而便攜式產品工作電流大多數在低于300mA,所以一般用不到降壓式DCDC變換器。
線性電源的輸入和輸出之間電壓差較大、調整管損壞大、效率低,因內部調整管工作在線性范圍而出名。現在市場上開發出了各種LDO低壓差的線性穩壓器IC,當輸出100mA電流時,其壓差能在70MV左右,小電流的低壓差及線性穩壓器壓差僅幾十毫伏。調整管的損耗、效率、電池使用壽命得到了很大的提高,線性電源主要優點是外圍元件少、輸出噪聲小、靜態電流小,價格便宜。
便攜式產品的工作電壓一般為3.0~3.6V,最低的是2.0~2.7V,高的有5V、12V等特殊電壓。目前市場上的的電源IC主要是30~300mA的較多,種類雖然較多,但都有一個共同特點工作電壓低。電源IC主要具有尺寸小、保護功能齊全、耗電小、輸出精度高等特點。
關于選擇電源IC的原則主要是考慮滿足產品電路性能要求和高可靠性的產品,還有體積、耗電、重量、成本等方面。在DCDC變壓器方面應優先選擇升壓式,主要是效率高和可以減小體積重量,跟低壓差線性穩壓器組合還可以有效解決升壓式的紋波噪音電壓大的問題。如果對于紋波噪音及功耗有所要求,采用微功耗低壓差線性穩壓器可以解決這個問題。如果產品應用有輕負載或重負載應選擇PFM/PWM自動轉換升壓式DCDC變換器,在輕負載時PFM方式耗電小,正常負載時在PWM方式效率高。
在選擇變換器中的電感、輸出電容、續流二極管極為重要,電感需滿足開關電流峰值時不飽和的要求,選擇合適的磁芯以滿足開關頻率要求,選擇直流電阻小的可以減少損耗。電容選擇等效串聯電阻小的電解電容,可以降低輸出紋波電壓。二極管采用肖特基二極管,以滿足大于峰值電流的要求。
在便攜式儀器的實際應用中還需要使用負電源,一般電流不大,采用電荷泵IC組成電壓反轉電路即可,如對噪聲及輸出穩壓有所要求,可采用帶LDO線性穩壓器的電荷泵IC。選擇電荷泵電源主要考慮的方面有輸入電壓要低、噪音小、轉換效率高、靜態電流要小、功能集成度高、足夠的輸出調整能力、封裝尺寸小、安裝成本低、具有關閉控制端功能。
電源產品及其元器件現在日新月異,只有充分了解各種產品,才能設計出最佳的方案。把握市場動態,才能根據用戶需求開發符合行業要求的產品。