【电 源】
目錄
電源的分類
電源樹
?電源環(huán)路穩(wěn)定性評價方法
電池和電壓源，電流源有什么關(guān)系？
單雙電源
LDO(Low Dropout Regulator)低壓差線性穩(wěn)壓器
LDO幾個重要參數(shù)
電源——設(shè)計LDO不得不考慮的因素
LDO的附加功能
電荷泵是基于電感的轉(zhuǎn)換器還是 LDO？
電荷泵電路的原理
負(fù)壓電荷泵
紋波的計算公式
基準(zhǔn)電壓
基準(zhǔn)電壓不準(zhǔn)&振蕩 兩個案例
VBAT?? VCC VDD VSS VEE VPP
開關(guān)電源
減少開關(guān)電源的紋波和噪聲電壓的措施
開關(guān)電源中的小啟示
開關(guān)電源線性電源區(qū)別
電感式DC/DC變換器工作原理
電感式DC/DC變換器工作原理
反激式開關(guān)電源理論與原理解析
正激”與“反激”的區(qū)別?
電源芯片布局走線
基礎(chǔ)知識回顧
灌電流和拉電流
寬電壓范圍
硬過流
注：此文為網(wǎng)上內(nèi)容的歸納整理，尊重原創(chuàng)作者！
?--------------------------------------------------------?
電源的分類
出處：電源的分類
?-------------------------------------
電源樹
出處：嵌入式硬件設(shè)計03-用電源樹搞定電流分配-電源網(wǎng)
Eg:
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------?
?電源環(huán)路穩(wěn)定性評價方法
出處：電源環(huán)路穩(wěn)定性評價方法
穩(wěn)定電源知識介紹
出處：穩(wěn)定電源知識介紹 - 與非網(wǎng)
-------------------------
電池和電壓源，電流源有什么關(guān)系？
電流源給定的電流，此線路通電流為定值，與你的負(fù)載阻值沒有關(guān)系。
電流源的內(nèi)阻相對負(fù)載阻抗很大，負(fù)載阻抗波動不會改變電流大小。在電流源回路中串聯(lián)電阻無意義，因為它不會改變負(fù)載的電流，也不會改變負(fù)載上的電壓。在原理圖上這類電阻應(yīng)簡化掉。負(fù)載阻抗只有并聯(lián)在電流源上才有意義，與內(nèi)阻是分流關(guān)系。
由于內(nèi)阻等多方面的原因，理想電流源在真實世界是不存在的，但這樣一個模型對于電路分析是十分有價值的。實際上，如果一個電流源在電壓變化時，電流的波動不明顯，我們通常就假定它是一個理想電流源。
電壓源就是給定的電壓，隨著你的負(fù)載增大，電流增大，理想狀態(tài)下電壓不變，實際會在傳送路徑上消耗，你的負(fù)載增大，消耗增多。電壓源的內(nèi)阻相對負(fù)載阻抗很小，負(fù)載阻抗波動不會改變電壓高低。在電壓源回路中串聯(lián)電阻才有意義，并聯(lián)在電壓源的電阻因為它不能改變負(fù)載的電流，也不能改變負(fù)載上的電壓，這個電阻在原理圖上是多余的，應(yīng)刪去。負(fù)載阻抗只有串聯(lián)在電壓源回路中才有意義，與內(nèi)阻是分壓關(guān)系。
電壓源是一個理想元件,因為它能為外電路提供一定的能量,所以又叫有源元件.
-------------------------
單雙電源
出處：? ? ? ? 單電源運(yùn)放和雙電源運(yùn)放有啥區(qū)別？這篇文章講透了
| 1．1 電源供電和單電源供電 所有的運(yùn)算放大器都有兩個電源引腳，一般在資料中，它們的標(biāo)識是VCC＋和VCC－，但是有些時候它們的標(biāo)識是VCC＋和GND。這是因為有些數(shù)據(jù)手冊的作者企圖將這種標(biāo)識的差異作為單電源運(yùn)放和雙電源運(yùn)放的區(qū)別。但是，這并不是說他們就一定要那樣使用――他們可能可以工作在其他的電壓下。在運(yùn)放不是按默認(rèn)電壓供電的時候，需要參考運(yùn)放的數(shù)據(jù)手冊，特別是絕對最大供電電壓和電壓擺動說明。? 絕大多數(shù)的模擬電路設(shè)計者都知道怎么在雙電源電壓的條件下使用運(yùn)算放大器，比如圖一左邊的那個電路，一個雙電源是由一個正電源和一個相等電壓的負(fù)電源組成。一般是正負(fù)15V，正負(fù)12V和正負(fù)5V也是經(jīng)常使用的。輸入電壓和輸出電壓都是參考地給出的，還包括正負(fù)電壓的擺動幅度極限Vom以及最大輸出擺幅。? 單電源供電的電路(圖一中右)運(yùn)放的電源腳連接到正電源和地。正電源引腳接到VCC＋，地或者VCC－引腳連接到GND。將正電壓分成一半后的電壓作為虛地接到運(yùn)放的輸入引腳上，這時運(yùn)放的輸出電壓也是該虛地電壓，運(yùn)放的輸出電壓以虛地為中心，擺幅在Vom 之內(nèi)。 有一些新的運(yùn)放有兩個不同的最高輸出電壓和最低輸出電壓。這種運(yùn)放的數(shù)據(jù)手冊中會特別分別指明Voh 和Vol 。需要特別注意的是有不少的設(shè)計者會很隨意的用虛地來參考輸入電壓和輸出電壓，但在大部分應(yīng)用中，輸入和輸出是參考電源地的，所以設(shè)計者必須在輸入和輸出的地方加入隔直電容，用來隔離虛地和地之間的直流電壓。(參見1.3節(jié)) 通常單電源供電的電壓一般是5V，這時運(yùn)放的輸出電壓擺幅會更低。另外現(xiàn)在運(yùn)放的供電電壓也可以是3V 也或者會更低。出于這個原因在單電源供電的電路中使用的運(yùn)放基本上都是Rail－To－Rail 的運(yùn)放，這樣就消除了丟失的動態(tài)范圍。 需要特別指出的是輸入和輸出不一定都能夠承受Rail－To－Rail 的電壓。雖然器件被指明是軌至軌(Rail－To－Rail)的，如果運(yùn)放的輸出或者輸入不支持軌至軌 ，接近輸入或者接近輸出電壓極限的電壓可能會使運(yùn)放的功能退化，所以需要仔細(xì)的參考數(shù)據(jù)手冊是否輸入和輸出是否都是軌至軌。這樣才能保證系統(tǒng)的功能不會退化，這是設(shè)計者的義務(wù)。 |
----------------------------------------------------------
LDO(Low Dropout Regulator)低壓差線性穩(wěn)壓器
出處：
從此以后誰也別說我不懂LDO了！
LDO的基礎(chǔ)特性——熱關(guān)斷_云軒閣-CSDN博客
LDO并聯(lián)：? ? ?硬件工程師成長之路（2）_云軒閣-CSDN博客
在一個電路板中，我們會用到各式各樣的電壓，一般我們獲取這些電壓的途徑無非3點(diǎn)，一個從外部引入，做濾波隔離處理；另一個則是電路板內(nèi)部轉(zhuǎn)換，內(nèi)部轉(zhuǎn)換無非就是 用電源芯片管理芯片來轉(zhuǎn)換所需要的電壓。
一般我們使用的電源管理芯片無非就是LDO和DC-DC
LDO=low dropout regulator，低壓差+線性+穩(wěn)壓器。
“低壓差”：輸出壓降比較低，例如輸入3.3V，輸出可以達(dá)到3.2V。
“線性”：LDO內(nèi)部的MOS管工作于線性電阻。
“穩(wěn)壓器”說明了LDO的用途是用來給電源穩(wěn)壓。
由于一般的LDO封裝都比DC-DC小的多，并且成本也低得多，因此在很多產(chǎn)所中，我們會使用到LDO來轉(zhuǎn)換我們所需要的電壓，當(dāng)然在選擇使用LDO的前提下，是需要滿足對噪聲的反應(yīng)和耗電等基本要求的。
一片spx1117m3-3.3只需要5毛錢左右，而一片TPS5430則需要5塊錢，可見LDO的成本是低的很多的。
LDO幾個重要參數(shù)
一般來說，看到這里，你基本可以算是入門了，普通的選型工作也足夠應(yīng)付。下面來聊聊一些LDO的參數(shù)，有助于根基的穩(wěn)固。
壓差
壓差(VDROPOUT)是指輸入電壓進(jìn)一步下降而造成 LDO 不再能進(jìn)行調(diào)節(jié)時的輸入至輸出電壓差。
裕量電壓
裕量電壓是指 LDO 滿足其規(guī)格所需的輸入至輸出電壓差。
效率
LDO 的效率由接地電流和輸入/輸出電壓確定:
若需獲得較高的效率,必須最大程度地降低裕量電壓和接地電流。 此外,還必須最大程度地縮小輸入和輸出之間的電壓差。輸入至 輸出電壓差是確定效率的內(nèi)在因素,與負(fù)載條件無關(guān)。例如,采用 5 V 電源供電時,3.3 V LDO 的效率從不會超過 66%,但當(dāng)輸入電壓降至 3.6 V 時,其效率將增加到最高 91.7%。LDO 的功耗 為(VIN – VOUT) × IOUT。
?Low Dropout Voltage（低壓降），前面提到了這個參數(shù)，設(shè)計電路比如需要6v轉(zhuǎn)5v時，需要保持Low Dropout Voltage參數(shù)<1 v。不過現(xiàn)在的LDO一般壓降都很低，像TPS7A71系列的LDO，Vdropout只有200mV。
Thermal（溫度性能）.大家都知道LDO效率很低，那怎么去校驗一個LDO是否合適呢？首先計算功耗Pd=（Vin-Vout）Iout ，其次計算溫升，這里可以用熱阻RθJA來計算，溫升ΔT= Pd*RθJA ，最后計算芯片結(jié)溫Tj= Tambient+ΔT<Tjmax(datasheet).?
高PSRR的LDO對紋波的抑制效果還是很明顯的那怎么判斷LDO的PSRR參數(shù)是否足夠呢，舉個簡單的例子，假設(shè)LDO前面的DC/DC的開關(guān)頻率是100khz，100khz處的PSRR是50dB，前端DC/DC 紋波大小100mv，那LDO之后的紋波=100mv/10(50/20)=0.3mv。
LDO的使用和型號特點(diǎn)：
一般的LDO芯片均為一個輸入、一個輸出、一個使能、一個地，而不像DC-DC電源芯片一樣，還需要通過外設(shè)的電阻來得到輸出電壓。
型號命名特點(diǎn)，則是芯片型號中，就自帶有了輸出電壓，因此在選型的時候，方便了不少。
以上兩點(diǎn)也是你們以后區(qū)別電源芯片是DC-DC還是LDO的重要依據(jù)。
選型LDO的重要點(diǎn)：
在大多數(shù)應(yīng)用中,LDO 主要用于將靈敏的負(fù)載與有噪聲的電源相隔離。與開關(guān)穩(wěn)壓器不同,線性穩(wěn)壓器會在通路晶體管或MOSFET(用來調(diào)節(jié)和保持輸出電壓來達(dá)到所需的精度)中造成功率耗散。因此,就效率而言,LDO 的功率耗散會是一個顯著劣勢,并可能導(dǎo)致熱問題。所以, 設(shè)計工程師需要通過盡可能降低 LDO 功率耗散,來提升系統(tǒng)效率和避免熱復(fù)雜性,這一點(diǎn)很重要。
從LDO芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)來分析
LDO芯片，內(nèi)部為一個P-MOS+一個運(yùn)放+2個電阻
因此LDO核心架構(gòu)：P-MOS+運(yùn)放，通過芯片內(nèi)部已經(jīng)設(shè)置好的電阻來達(dá)到調(diào)節(jié)P-MOS的輸出，而得到該芯片的輸出電壓。
LDO工作原理就一句話：通過運(yùn)放調(diào)節(jié)P-MOS的輸出。
電源——設(shè)計LDO不得不考慮的因素
出處：z00143104的專欄_硬件十萬個為什么_CSDN博客-華為研發(fā)模式系列,硬件開發(fā)領(lǐng)域博主
1、壓差（Uin-Uout）
壓差是LDO的重要參數(shù)，它表示輸入與輸出之間的電位差，LDO的壓差越小越好。但是當(dāng)輸入電壓不能滿足“最小壓差”的要求時，LDO就無法正常工作。此時誤差放大器會進(jìn)入完全導(dǎo)通狀態(tài)，使環(huán)路的增益變?yōu)榱?#xff0c;對負(fù)載的穩(wěn)壓能力會變得很差，電源抑制比也大幅度降低。
需要注意以下幾點(diǎn)：
第一，在LDO的參數(shù)表中可以有多個甚至多組壓差數(shù)據(jù)，例如在輕載、中等負(fù)載、滿載條件下壓差的最小值、典型值和最大值。其中，典型值僅供設(shè)計時參考。最具有實際意義的應(yīng)是滿載條件下壓差的最大值，該參數(shù)值是在最不利的情況下測得的。設(shè)計時應(yīng)以此為依據(jù)，以便留出足夠的余量，確保LDO在最壞的情況下也能正常工作。
第二，為可靠起見，有時可按Uin=Uout+△U+lV的關(guān)系式來選擇最低輸入電壓值。功率按1.5倍以上選擇有點(diǎn)浪費(fèi)（但加上加上20%-30%的余量一點(diǎn)不為過）。一般LDO的自損功耗為Pd_max=（Uin-Uout）*Iout。
第三，輸入一輸出壓差并非固定值，它隨輸出電流的增加而增大，隨溫度升高而增加。
2、最大輸出電流
最大輸出電流是LDO的一個基本參數(shù)。通常，輸出電流越大，LDO的價格越高。LDO必須能在最不利的工作條件下給負(fù)載提供足夠的電流。
3、輸入電壓
要求輸入電壓必須大于額定輸出電壓與輸入一輸出壓差之和，即Uin>Uout+△U。否則LDO將失去穩(wěn)壓功能，輸出電壓會隨輸入電壓而改變，此時Uout就等于輸入電壓減去調(diào)整管導(dǎo)通電阻(RON)與負(fù)載電流的乘積，即Uout=Uin-RONI0。
4、輸出電壓
固定輸出式LDO的外圍電路簡單，使用方便，并且能節(jié)省外部取樣電阻分壓器的成本和空間。其輸出電壓值在出廠時已趨于一致(僅限于通用電壓)，輸出電壓精度一般為±5％，這對于大多數(shù)應(yīng)用已經(jīng)足夠了。新型LDO采用激光修正技術(shù)，精度指標(biāo)可達(dá)±1％～±2％。特別需要注意產(chǎn)品說明書所給出精度指標(biāo)的適用條件，例如是在室溫下還是在整個工作溫度范圍內(nèi)，是滿載條件下還是在中等負(fù)載或空載條件下。
可調(diào)輸出式LDO允許在規(guī)定范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓。若將輸出端與反饋端相連，使輸出電壓等于內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，?????則最低輸出電壓一般為1．2V左右。
5、輸入電源類型
輸入電源有兩種類型，一種是直流電源，另一種是交流電源。采用交流電時，首先要經(jīng)過電源變壓器和整流濾波器變成脈動直流電，然后給LDO提供輸入電壓，此時LDO的壓差已不再是關(guān)鍵指標(biāo)，因為通過增加電源變壓器二次繞組的匝數(shù)，很容易提高LDO的輸入電壓，滿足LDO對壓差的需要。
6、靜態(tài)電流
靜態(tài)電流是指在空載條件下或關(guān)斷輸出時，LDO內(nèi)部流向地的總電流。靜態(tài)電流越小，穩(wěn)壓器的功耗越低，在某些應(yīng)用中，經(jīng)常選擇待機(jī)模式將輸出關(guān)斷，此時電池的使用壽命就取決于靜態(tài)電流的大小。最近推出的新型LDO，靜態(tài)電流可低至75～150μA，并且比普通LDO的穩(wěn)壓特性更好。需要強(qiáng)調(diào)的是LDO的靜態(tài)電流不是一個固定值，它隨負(fù)載電流的增大而增加。但VLDO的靜態(tài)電流可近似認(rèn)為是恒定值。
LDO的附加功能
(1)通/斷控制功能允許用機(jī)械開關(guān)、門電路或單片機(jī)來關(guān)斷LDO的輸出，使之進(jìn)入低功耗的待機(jī)模式(亦稱備用模式)。
(2)輸入電壓反極性保護(hù)功能用來防止當(dāng)輸入電壓極性接反時損壞LDO。
(3)故障標(biāo)記輸出功能當(dāng)輸出電壓(或輸入電壓)低于規(guī)定閾值電壓時，LDO能輸出故障標(biāo)記信號。微處理器在接收到此信號后，可及時完成數(shù)據(jù)存儲等項工作。
(4)瞬變電壓保護(hù)功能將LDO用于汽車電子設(shè)備時，需要對負(fù)載的瞬態(tài)變化(如突然卸載)進(jìn)行保護(hù)。一旦輸出端出現(xiàn)瞬變電壓，立即將輸出關(guān)斷。等瞬變電壓過去之后，又迅速恢復(fù)正常工作。
(5)跟蹤能力某些多路輸出式LDO需要具有跟蹤能力，其中一路或幾路輔助輸出電壓能自動跟蹤主輸出電壓的變化，并及時調(diào)整自己的輸出電壓值，以減小各路輸出之間的相對變化量。
(6)排序所謂排序，就是在多個穩(wěn)壓電源構(gòu)成的電源系統(tǒng)中，使每個穩(wěn)壓電源的輸出都能按照規(guī)定的順序接通或關(guān)斷。
在設(shè)計LDO時，如果能將以上七種因素都考慮在內(nèi)，那么你所設(shè)計的LDO無疑是最佳的。
輸出紋波控制可能通過改進(jìn)C61的值來實現(xiàn)220uf、100uf等。
---------------------------
電荷泵是基于電感的轉(zhuǎn)換器還是 LDO？
電荷泵是基于電感的轉(zhuǎn)換器還是 LDO？ - 21ic電子網(wǎng)
定義：也稱為開關(guān)電容式電壓變換器，是一種利用所謂的“快速”（flying）或“泵送”電容（而非電感或變壓器）來儲能的DC-DC（變換器）。它們能使輸入電壓升高或降低，也可以用于產(chǎn)生負(fù)電壓。其內(nèi)部的FET開關(guān)陣列以一定方式控制快速電容器的充電和放電，從而使輸入電壓以一定因數(shù)（0.5，2或3）倍增或降低，從而得到所需要的輸出電壓。這種特別的調(diào)制過程可以保證高達(dá)80%的效率，而且只需外接陶瓷電容。由于電路是開關(guān)工作的，電荷泵結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生一定的輸出紋波和EMI（電磁干擾）。
-----------------------------------------------------------------------------------------------
電荷泵電路的原理
斬波電路(三) ——?電荷泵電路-電源管理在線培訓(xùn)- 德州儀器（TI）官方視頻課程培訓(xùn)
用一個5V的電池和2個電容?我去如何獲得10V的電壓呢?那么大多數(shù)人都可以回答出答案來?那就是?我拿兩個電容串聯(lián)?再拿著電池去跟每一只電容分別充電?那么兩個電容加起來就可以得到10V的電壓?這個就是電荷泵電路的基本原理.
當(dāng)然，我們不能拿手拿著電池去給電容充電?還是得用一組開關(guān)?如圖所示，
我們有兩組時間開關(guān)來切換?電池是給 C1 充電還是給 C2 充電. 時間開關(guān)的設(shè)定是這樣的?我們把周期設(shè)成200ns?，其中一組時間開關(guān)從0s開始開?90ns開始關(guān)； 另外一種時間開關(guān)呢?我們把它設(shè)置100ns開?190ns關(guān)?那么這樣它兩組就互補(bǔ)對稱?并且留出了10ns的死區(qū)時間?防止同時導(dǎo)通導(dǎo)致電池短路。?
我們看輕負(fù)載時的輸出電壓?當(dāng)負(fù)載等于10歐的時候?輸入是5V?輸出幾乎就是10V?能看見不是很明顯的紋波 。
那么重負(fù)載的時候?
我們把電阻減小到一個歐姆?輸入依然是5V?現(xiàn)在可以看出輸出電壓形成明顯的鋸齒?這個原因是電容電壓經(jīng)過負(fù)載放電?一旦電池不給這個電容充電?那么負(fù)載上的電就得靠電容來?電容電壓下降引起這樣的鋸齒?。
---------------
負(fù)壓電荷泵
如果我們增加開關(guān)的數(shù)目和電容的數(shù)目?可以很容易地獲得更多的電壓輸出?那么我們也可以改變排布來得到負(fù)電壓 。
?????????
如圖是四個開關(guān)分成兩組?開關(guān)1和開關(guān)2負(fù)責(zé)給飛電容 Cfly?充上左正右負(fù)的電壓?充完電以后開關(guān)斷開?由開關(guān)3和開關(guān)4?將飛電容上的電反向?充電電流是這個方向?反向給輸出電容 C1 充電?以此 C1上得到的就是反壓?這就是負(fù)壓電荷泵的原理。
我們看輕負(fù)載時候?10歐姆輕負(fù)載?輸入電壓5V?輸出電壓這個地方呢大概是-5V?紋波也是比較小的?那么重負(fù)載時候?同樣的，跟前面倍壓電荷泵一樣形成鋸齒?那么電荷泵電路的輸出都不能接過重的負(fù)載?一般集成電荷泵電源芯片它的電流都在100mA以下。
?那我們前面看到?電荷泵電路的原理雖然看似很簡單?但是因為它所用的開關(guān)數(shù)目很多?驅(qū)動起來非常麻煩?所以電荷泵這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)只在集成芯片中使用。?
-------------
這是TPS60400的典型應(yīng)用圖 ：
跟我們之前講的電荷泵的反向電路中的原理圖基本是一樣的?那么飛電容 Cfly?取值1μF?輸出電容也是1μF?當(dāng)1、3閉合的時候?給飛電容充上左正右負(fù)的電?2、4閉合時候?飛電容把電荷搬運(yùn)到輸出電容Co上?形成下正上負(fù)的輸出?那么所謂的飛電容在這里的作用?其實就是搬運(yùn)工的作用?避免電源Ui直接和Uo發(fā)生聯(lián)系 。
我們看到輸出?這里輸出顯示是-1.6V到-5.5V?這個意思不是說它是一個可變的電壓輸出?而是說如果你輸入電壓是1.6V?那么輸出就是-1.6V?輸入是5.5V?輸出就是-5.5V?最大電流是60mA 。
我們來看一下飛電容與開關(guān)頻率的關(guān)系?：頻率越高飛電容越小?，飛電容相當(dāng)于一個中轉(zhuǎn)倉庫?開關(guān)頻率就是這個倉庫的運(yùn)轉(zhuǎn)速度?你運(yùn)行速度越快?你如果拉貨?拉完以后馬上就拉走?那么運(yùn)轉(zhuǎn)速度越快，你所需要的倉庫就越小 。
---------
那么看典型的電容配置 ：涉及到輸入電容、飛電容和輸出電容 ，第一 輸入濾波電容的選擇?我們看這句話?電流從電源處開關(guān)處?電路的變化是兩個 Io 到0之間?也就是說?我這個電荷泵往前級電源所取的電流是波動的?在0到2個 Io 之間波動?這波動很大?這波動很大?因此呢?對于前級的 supply?它需要良好的濾波?那么我們需要根據(jù)輸入電源的紋波?來選擇輸入電容?其實就是這個輸入電容越大越好?雖然我們前面看見它的推薦電容是1μF?但這個電容我們加大沒關(guān)系?；
我們看飛電容的選擇?飛電容的作用主要可以用來減小輸出的阻抗?但是飛電容你增加到一定程度?它的好處呢就不那么明顯?因為這個時候，增大到一定程度之后?輸出阻抗就主要由內(nèi)部開關(guān)電阻的阻抗和電容的 ESR 來決定?所以飛電容的選擇?我們可以按照芯片說明書推薦值。
紋波的計算公式
?這是說明書中的紋波計算公式?它就是分成兩個部分?第一項是輸出電流在電容上充放電引起的電壓起伏?可以想象，如果是個理想電容?我用鋸齒波狀的電流去給電容充電?就會引起電容上電壓的變化?但這個變化顯然是和頻率有關(guān)的?充電時間越長，紋波就會越大?和電容值肯定也有關(guān)系?你電容越大?把它充到一定電壓所需要的電荷就越多?時間就越久?也就是說增大電容、增大開關(guān)頻率可以減小紋波?第二個部分?就是輸出電流在串聯(lián)等效電阻上直接引起的壓降?我們可以看到?這是電路?這是負(fù)載上所需要的電流 Io?當(dāng)開關(guān)4斷開以后?負(fù)載上所需要的電流?完全是由電容提供的?完全是由電容提供的?所以這個 Io 從下往上流過 ESR?那么開關(guān)閉合以后?電容上放掉的電要通過這個方向去充回來?電容上放掉的電要通過這個方向去充回來?同樣大小充回來?所以在 ESR 上產(chǎn)生的 delta 壓降是兩倍的 Io 乘以 ESR?和頻率沒有關(guān)系?。
這個值很大?我們對比一下?我們剛剛學(xué)過的 BUCK 降壓斬波電路
?它的公式和這個不一樣?因為負(fù)載上的電流 Io?并不都是由電容 C 來提供的?其中電感也提供?所以它的紋波是和頻率有關(guān)的一個量，要小得多?也就說如果負(fù)載上串聯(lián)了電感?將可以大大減小紋波（紋波電壓是紋波電流給電容充電?以及在等效串聯(lián)電阻上壓降產(chǎn)生的?那么你以一定的斜率?充放電這么一個紋波電流?充放電時間的越長?這個紋波電流峰值自然也就越大?所以我們在這里呢基本上?你等效串聯(lián)電阻變小的效果?被頻率降低的效果基本上就給抵消掉了 。）
?我們來看紋波指標(biāo)，具體指標(biāo)?有個列表
?當(dāng)輸出電流5個mA的時候?按照它推薦的飛電容輸出電容配置?在15到35個mV之間?我們看一眼公式?輸出紋波電壓和電流成正比?那么我們可以想達(dá)到額定電流60mA的時候?紋波電壓將會超過100mV?這時候你就需要看用電器負(fù)載?能不能接受這么大紋波的供電?也就是說電荷泵芯片能不能使用。
--------------------------------------------
基準(zhǔn)電壓
出處：
基準(zhǔn)電壓是什么_基準(zhǔn)電壓有什么作用 - 電子常識 - 電子發(fā)燒友網(wǎng)
參考電壓基準(zhǔn)電壓 - 百度文庫
基準(zhǔn)電壓源應(yīng)用設(shè)計技巧和訣竅-嵌入式文檔類資源-CSDN下載
基準(zhǔn)電壓是指傳感器置于0℃的溫場(冰水混合物)，在通以工作電流(100μA)的條件下，傳感器上的電壓值。實際上就是0點(diǎn)電壓。其表示符號為V(0)，該值出廠時標(biāo)定，由于傳感器的溫度系數(shù)S相同，則只要知道基準(zhǔn)電壓值V(0)，即可求知任何溫度點(diǎn)上的傳感器電壓值，而不必對傳感器進(jìn)行分度。
基準(zhǔn)電壓不準(zhǔn)&振蕩 兩個案例
出處：z00143104的專欄_硬件十萬個為什么_CSDN博客-華為研發(fā)模式系列,硬件開發(fā)領(lǐng)域博主
案例1 比較基準(zhǔn)電壓不準(zhǔn)問題
在EV2000-220KW變頻器初樣功能板調(diào)測時發(fā)現(xiàn)3.15V過流比較基準(zhǔn)輸出嚴(yán)重偏離設(shè)計值且正負(fù)不對稱。
在應(yīng)用中，3.15V基準(zhǔn)是由TL431加運(yùn)放形成的，其電路原理圖如下：
在初樣設(shè)計時，上圖中的運(yùn)放U2為LM358，該器件對電源紋波的抑制能力較差。
上圖中，±15V電源由開關(guān)頻率約為40kHz的單端反激型電源提供，其中+15V為主反饋繞組，-15V為最簡單的二極管加電容形成整流濾波得到。這樣電源的-15V紋波較大，對電源紋波抑制能力差的運(yùn)放會使其輸出有較大的紋波。而過流比較基準(zhǔn)電壓要求精度高，此處用LM358輸出作基準(zhǔn)便不能滿足要求了。為了確定是否-15V電壓紋波引起運(yùn)放輸入偏離設(shè)計值，特此對-15V電源作了處理：斷開反激電源的-15V整流二極管，外用直流穩(wěn)壓電源對單板施加-15V電源，結(jié)果LM358的輸出很穩(wěn)定。說明LM358輸出的紋波和正負(fù)基準(zhǔn)的不稱性是由-15V的紋波電壓引起。不改變電路結(jié)構(gòu)，把LM358更換為電源紋波抑制能力強(qiáng)的運(yùn)放TL082后，電路滿足設(shè)計要求，如上圖所示。對電源紋波電壓較大和要求運(yùn)放輸出精度較高的場合，選用對電源紋波抑制能力強(qiáng)且頻率響應(yīng)快的運(yùn)放。
案例2 基準(zhǔn)震蕩問題
【問題描述】
基準(zhǔn)電源部分中輸出的電壓bref,vref和iref的紋波電壓過大,沒有滿足單板測試規(guī)范<1%的指標(biāo),其中BREF波形嚴(yán)重變形.具體波形如下：
【原因分析】基準(zhǔn)源的容性負(fù)載問題，容易引起震蕩。在器件資料中描述了帶容性負(fù)責(zé)? 的穩(wěn)定性邊界條件。如下所示：在A，B線以下的區(qū)域都
是易震蕩的區(qū)域。
【解決措施】431基準(zhǔn)電路的輸出端加了0.1UF的電容C239,該電容引起了基準(zhǔn)。通過把0.1uf濾波電容去掉，降低了電容的取值，現(xiàn)在為0.01uf，使其遠(yuǎn)離震蕩的邊界上。
VBAT?? VCC VDD VSS VEE VPP
V*與AV*的區(qū)別是：數(shù)字與模擬的區(qū)別
CC與DD的區(qū)別是：供電電壓與工作電壓的區(qū)別（通常VCC>VDD）；
數(shù)字電路供電VCC
模擬電路供電AVCC
VDD是指工作電壓，就是供電進(jìn)芯片的
AVDD是模擬電壓或者叫模擬正電源，是從芯片向外供電的
1、對于數(shù)字電路來說，VCC是電路的供電電壓,VDD是芯片的工作電壓（通常Vcc>Vdd），VSS是接地點(diǎn)。
2、有些IC既有VDD引腳又有VCC引腳，說明這種器件自身帶有電壓轉(zhuǎn)換功能。
3、在場效應(yīng)管（或COMS器件）中，VDD為漏極，VSS為源極，VDD和VSS指的是元件引腳，而不表示供電電壓。
4、一般來說VCC=模擬電源,VDD=數(shù)字電源,VSS=數(shù)字地,VEE=負(fù)電源
單片集成電路可能既有VCC端口也有AVCC端口，不知道能不能告訴我這兩者之間的區(qū)別？還有這兩者在電壓上有沒有什么差別？
VCC是數(shù)字電源，AVCC是模擬電源。有AVCC的單片機(jī)是包含模擬器件的單片機(jī)，例如AD轉(zhuǎn)換電路。
一般要求AVCC和VCC之間電壓差不能超過一定數(shù)值，例如AVR單片機(jī)規(guī)定不能超過0.3V。
應(yīng)用時，VCC直接接系統(tǒng)電源，芯片外的其它數(shù)字邏輯器件也接VCC，芯片外的模擬電路的電源和AVCC相連。VCC和AVCC之間用一個低通濾波器連接。濾波器典型參數(shù)為：電感10μH，兩邊的電容0.1μF。
開關(guān)電源
“開關(guān)電源主要元件就是電子開關(guān)（場效應(yīng)管或三極管）。首先輸入端要有保護(hù)（保險管） 濾波（電容）在經(jīng)過整流（整流橋） 再需要DC/AC轉(zhuǎn)換（變壓器） 整流輸出（整流二極管） 再經(jīng)濾波（電感電容）最后就有穩(wěn)定的輸出。推薦一個蠻實用的地方，那邊開關(guān)電源資料匯總不少的，去查一下浙江埃莫森電氣 ，浙江埃莫森電氣的電氣知識蠻齊全的， 希望可以幫到你。
其中變壓器部分有一輔助繞組通過IC進(jìn)行電流電壓取樣來控制開關(guān)的占空比從而調(diào)節(jié)輸出電流。這只是其中的一種方案 開關(guān)電源整體上就是濾波整流調(diào)整反饋控制輸出整流濾波幾個部分。具體方案根據(jù)具體要求?！?/span>
減少開關(guān)電源的紋波和噪聲電壓的措施
出處：百度文庫?硬件十萬個為什么?2014-09-02 20:31
開關(guān)電源（包括AC/DC轉(zhuǎn)換器、DC/DC轉(zhuǎn)換器、AC/DC模塊和DC/DC模塊）與線性電源相比較，最突出的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換效率高，一般可達(dá)80%～85%，高的可達(dá)90%～97%；其次，開關(guān)電源采用高頻變壓器替代了笨重的工頻變壓器，不僅重量減輕，體積也減小了，因此應(yīng)用范圍越來越廣。但開關(guān)電源的缺點(diǎn)是由于其開關(guān)管工作于高頻開關(guān)狀態(tài)，輸出的紋波和噪聲電壓較大，一般為輸出電壓的1%左右（低的為輸出電壓的0.5%左右），最好產(chǎn)品的紋波和噪聲電壓也有幾十mV；而線性電源的調(diào)整管工作于線性狀態(tài)，無紋波電壓，輸出的噪聲電壓也較小，其單位是μV。
本文簡單地介紹開關(guān)電源產(chǎn)生紋波和噪聲的原因和測量方法、測量裝置、測量標(biāo)準(zhǔn)及減小紋波和噪聲的措施。
一、紋波和噪聲產(chǎn)生的原因
開關(guān)電源輸出的不是純正的直流電壓，里面有些交流成分，這就是紋波和噪聲造成的。紋波是輸出直流電壓的波動，與開關(guān)電源的開關(guān)動作有關(guān)。每一個開、關(guān)過程，電能從輸入端被“泵到”輸出端，形成一個充電和放電的過程，從而造成輸出電壓的波動，波動頻率與開關(guān)的頻率相同。紋波電壓是紋波的波峰與波谷之間的峰峰值，其大小與開關(guān)電源的輸入電容和輸出電容的容量及品質(zhì)有關(guān)。
噪聲的產(chǎn)生原因有兩種，一種是開關(guān)電源自身產(chǎn)生的；另一種是外界電磁場的干擾（EMI），它能通過輻射進(jìn)入開關(guān)電源或者通過電源線輸入開關(guān)電源。開關(guān)電源自身產(chǎn)生的噪聲是一種高頻的脈沖串，由發(fā)生在開關(guān)導(dǎo)通與截止瞬間產(chǎn)生的尖脈沖所造成，也稱為開關(guān)噪聲。噪聲脈沖串的頻率比開關(guān)頻率高得多，噪聲電壓是其峰峰值。噪聲電壓的振幅很大程度上與開關(guān)電源的拓?fù)?、電路中的寄生狀態(tài)及PCB的設(shè)計有關(guān)。
二、減小紋波和噪聲電壓的措施
開關(guān)電源除開關(guān)噪聲外，在AC/DC轉(zhuǎn)換器中輸入的市電經(jīng)全波整流及電容濾波，電流波形為脈沖，如圖17所示（圖a是全波整流、濾波電路，b是電壓及電流波形）。電流波形中有高次諧波，它會增加噪聲輸出。良好的開關(guān)電源（AC/DC轉(zhuǎn)換器）在電路增加了功率因數(shù)校正（PFC）電路，使輸出電流近似正弦波，降低高次諧波，功率因數(shù)提高到0.95左右，減小了對電網(wǎng)的污染。
開關(guān)電源或模塊的輸出紋波和噪聲電壓的大小與其電源的拓?fù)?#xff0c;各部分電路的設(shè)計及PCB設(shè)計有關(guān)。例如，采用多相輸出結(jié)構(gòu)，可有效地降低紋波輸出。現(xiàn)在的開關(guān)電源的開關(guān)頻率越來越高；低的是幾十kHz，一般是幾百kHz，而高的可達(dá)1MHz以上。因此產(chǎn)生的紋波電壓及噪聲電壓的頻率都很高，要減小紋波和噪聲最簡單的辦法是在電源電路中加無源低通濾波器。
1、減少EMI的措施
可以采用金屬外殼做屏蔽減小外界電磁場輻射干擾。為減少從電源線輸入的電磁干擾，在電源輸入端加EMI濾波器，如圖3所示（EMI濾波器也稱為電源濾波器）。
2 、在輸出端采用高頻性能好、ESR低的電容
采用高分子聚合物固態(tài)電解質(zhì)的鋁或鉭電解電容作輸出電容是最佳的，其特點(diǎn)是尺寸小而電容量大，高頻下ESR阻抗低，允許紋波電流大。它最適用于高效率、低電壓、大電流降壓式DC/DC轉(zhuǎn)換器及DC/DC模塊電源作輸出電容。例如，一種高分子聚合物鉭固態(tài)電解電容為68μF，其在20℃、100kHz時的等效串聯(lián)電阻（ESR）最大值為25mΩ，最大的允許紋波電流（在100kHz時）為2400mArms，其尺寸為：7.3mm（長）×4.3mm（寬）×1.8mm（高），其型號為10TPE68M（貼片或封裝）。紋波電壓ΔVOUT為：
ΔVOUT=ΔIOUT×ESR （1)
若ΔIOUT=0.5A，ESR=25mΩ，則ΔVOUT=12.5mV。
若采用普通的鋁電解電容作輸出電容，額定電壓10V、額定電容量100μF，在20℃、120Hz時的等效串聯(lián)電阻為5.0Ω，最大紋波電流為70mA。它只能工作于10kHz左右，無法在高頻（100kHz以上的頻率）下工作，再增加電容量也無效，因為超過10kHz時，它已成電感特性了。
某些開關(guān)頻率在100kHz到幾百kHz之間的電源，采用多層陶電容（MLCC）或鉭電解電容作輸出電容的效果也不錯，其價位要比高分子聚合物固態(tài)電解質(zhì)電容要低得多。
3 、采用與產(chǎn)品系統(tǒng)的頻率同步
為減小輸出噪聲，電源的開關(guān)頻率應(yīng)與系統(tǒng)中的頻率同步，即開關(guān)電源采用外同步輸入系統(tǒng)的頻率，使開關(guān)的頻率與系統(tǒng)的頻率相同。 4、避免多個模塊電源之間相互干擾
在同一塊PCB上可能有多個模塊電源一起工作。若模塊電源是不屏蔽的、并且靠的很近，則可能相互干擾使輸出噪聲電壓增加。為避免這種相互干擾可采用屏蔽措施或?qū)⑵溥m當(dāng)遠(yuǎn)離，減少其相互影響的干擾。
例如，用兩個K7805-500開關(guān)型模塊組成±5V輸出電源時，若兩個模塊靠的很近，輸出電容C4、C2未采用低ESR電容，且焊接處離輸出端較遠(yuǎn)，則有可能輸出的紋波和噪聲電壓受到相互干擾而增加。
如果在同一塊PCB上有能產(chǎn)生噪聲干擾的電路，則在設(shè)計PCB時要采取相似的措施以減少干擾電路對開關(guān)電源的相互干擾影響。
5 、增加LC濾波器
為減小模塊電源的紋波和噪聲，可以在DC/DC模塊的輸入和輸出端加LC濾波器，如圖5所示。圖5左圖是單輸出，圖21右圖是雙輸出。
在表1及表2中列出1W DC/DC模塊的VIN端和VOUT端在不同輸出電壓時的電容值。要注意的是，電容量不能過大而造起動問題，LC的諧振頻率必須與開關(guān)頻率要錯開以避免相互干擾，L采用μH極的，其直流電阻要低，以免影響輸出電壓精度。
6 、增加LDO
在開關(guān)電源或模塊電源輸出后再加一個低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）能大幅度地降低輸出噪聲，以滿足對噪聲特別有要求的電路需要（見圖22），輸出噪聲可達(dá)μV級
由于LDO的壓差（輸入與輸出電壓的差值）僅幾百mV，則在開關(guān)電源的輸出略高于LDO幾百mV就可以輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓了，并且其損耗也不大。
7、增加有源EMI濾波器及有源輸出紋波衰減器
有源EMI濾波器可在150kHz～30MHz間衰減共模和差模噪聲，并且對衰減低頻噪聲特別有效。在250kHz時，可衰減60dB共模噪聲及80dB差模噪聲，在滿載時效率可達(dá)99%。輸出紋波衰減器可在1～500kHz范圍內(nèi)減低電源輸出紋波和噪聲30dB以上，并且能改善動態(tài)響應(yīng)及減小輸出電容。
減小DC/DC變換器中的接 地反彈——一些接地要點(diǎn)
Jeff Barrow?硬件十萬個為什么?2016-03-13 23:59
電路接地1在電路原理圖中看起來很簡單；但是，電路的實際性能是由其印
制電路板（PCB）布局決定的。而且，接地節(jié)點(diǎn)的分析很困難，特別是對于
DC/DC變換器，例如降壓型和升壓型變換器，這些電路的接地節(jié)點(diǎn)會聚快
速變化的大電流。當(dāng)接地節(jié)點(diǎn)移動時，系統(tǒng)性能會遭受影響并且該系統(tǒng)會
輻射電磁干擾（EMI）。但是如果很好地理解“接地“引起的接地噪聲的物
理本質(zhì)可提供一種減小接地噪聲問題的直觀認(rèn)識。
接地反彈（Ground bounce）簡稱地彈會產(chǎn)生幅度為幾伏的瞬態(tài)電壓；最
常見的是由磁通量變化引起的。傳輸電流的導(dǎo)線環(huán)路實際上構(gòu)成了一個
磁場，其磁場強(qiáng)度與電流成正比。磁通量與穿過環(huán)路面積和磁場強(qiáng)度乘
積成正比。
磁通量∝磁場強(qiáng)度×環(huán)路面積
更精確的表示是，ΦB = BA cosφ
其中磁通量ΦB等于磁場強(qiáng)度B乘以穿過環(huán)路平面A和磁場方向與環(huán)路平
面單位矢量夾角φ的余弦。
降壓型變換器的接地反彈
為了討論方便，將圖3中的簡單電路變換成與其類似的電路——圖4中的降壓型變換器。
在高頻時，一個大電容器——例如降壓型變換器輸入電容器，CVIN——可
以看作一個DC電壓源。類似地，一個大電感器——例如降壓型變換器輸出電感器，LBUCK——也可以看作一個DC電流源。所做的這些近似有助于直觀理解。
開關(guān)電源中的小啟示
出處：許雪松?硬件十萬個為什么?2016-03-11 23:38
開關(guān)電源是一種看似簡單，但卻異常復(fù)雜的電子系統(tǒng)。其中包含著很多有意思的問題，我放在這里，促使自己思考思考：
1.一般buck系統(tǒng)輸出電壓和輸入電壓是按開關(guān)管占空比計算的。比如說，24V輸入，輸出12V，那么占空比應(yīng)該是50%。這個理論推導(dǎo)大多數(shù)情況下是不遵守的。因為這個是在開關(guān)電源滿量程下推導(dǎo)的。事實上，開關(guān)電源一般工作都會小于最大量程輸出。這里有一個前提，就是一個周期內(nèi)輸入的能量會與輸出的能量相抵消。如果不能抵消呢？那么開關(guān)電源就會進(jìn)入打嗝模式（輕跳模式），即連續(xù)幾個工作周期內(nèi)有開關(guān)波形輸出，然后連續(xù)幾個周期內(nèi)都沒有開關(guān)波形。保證輸入能量與輸出能量相等。從理論上講，可以認(rèn)為是變成了頻率更低，占空比更低的一個開關(guān)波形。也可以理解為，開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的開關(guān)管控制的精度有限，在一個周期內(nèi)可能占空比的分辨率只能到0.5%，想要實現(xiàn)0.01%的精度，只能用更多的周期來逼近。比如說，5% 4% 4% 4%的四個連續(xù)開關(guān)周期組合成了一個4.25%的占空比。
這讓我聯(lián)想到，DLP 投影儀和背投彩色電視機(jī)，其實也是這個原理，DLP 的核心芯片只能讓一個點(diǎn)變亮或者變滅，曝光燈光通過色輪投在DLP上，DLP 的反射光通過鏡頭射出。如果用高速攝像機(jī) DLP 畫面，那么應(yīng)該是能看到不同顏色的單色畫面。 通過人眼的暫留效應(yīng)，進(jìn)行空間合成。
軟件中也是如此，體積和速度，軟件可以用空間換時間，可以用時間換空間。
2.三種開關(guān)電源系統(tǒng)buck, boost, buck-boost，冷啟動時，都是由0狀態(tài)開始啟動到工作狀態(tài)。用于濾波的電容也是從0開始充電到規(guī)定的電壓。事實上，如果不加以限制，能產(chǎn)生很大的 In rush 電流。對系統(tǒng)造成不可逆的損傷。同理，在負(fù)載變動，輸出功率變化的情況下，都會出現(xiàn) In rush 電流。 為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，還是控制電路的控制方法問題。一般開關(guān)電源的輸出都是恒壓源，只對電壓做追蹤控制。電壓時控制目標(biāo)，開關(guān)管流過去的不是電壓，而是能量。應(yīng)對能量加以控制和限制，而不是光禿禿的電壓。
3.Invert 是一種非常復(fù)雜的電源，尤其三相電的高頻PWM整流器是非常復(fù)雜的?？刂品椒ǘ喾N多樣，五花八門。但往往我們忽視了一些最基本的電路認(rèn)識。為什么Invert電源能做到能量的雙向流轉(zhuǎn)？那是因為AC->DC時，外面的AC電源、電感、開關(guān)管組成了一個boost，向高壓直流母線輸入能量；DC->AC時，直流母線作為電源，通過電感，開關(guān)管組成一個buck，向AC電源供電。由于市電AC源可相當(dāng)于一個巨大的負(fù)載，而boost和buck又是一種內(nèi)阻可變的電源(適當(dāng)?shù)目刂品椒?。即使AC線電壓來回翻轉(zhuǎn)，也不會影響電路的工作。這些最基本的知識，讓我明白了，再復(fù)雜的東西都是由簡單的東西復(fù)合而成，基礎(chǔ)往往比具體的技術(shù)更重要。
開關(guān)電源線性電源區(qū)別
而在開關(guān)電源中則不一樣，開關(guān)管（在開關(guān)電源中，我們一般把調(diào)整管叫做開關(guān)管）是工作在開、關(guān)兩種狀態(tài)下的：開——電阻很小；關(guān)——電阻很大。
-------------------------------------------------------
直流源 開關(guān)電源
-----------------------------------------------------------------?
如何做一個簡單的可輸出負(fù)電壓的電源_電源_電工之家
直流電源負(fù)電壓供電應(yīng)用 - 百度文庫
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------
PFM與PWM的技術(shù)總結(jié)
出處：硬件十萬個為什么
開關(guān)電源的控制技術(shù)主要有三種：(1)脈沖寬度調(diào)制(PWM)；(2)脈沖頻率調(diào)制(PFM)；(3)脈沖寬度頻率調(diào)制(PWM-PFM)．
PWM：（pulse width modulation）脈沖寬度調(diào)制
脈寬調(diào)制PWM是開關(guān)型穩(wěn)壓電源中的術(shù)語。這是按穩(wěn)壓的控制方式分類的，除了PWM型，還有PFM型和PWM、PFM混合型。脈寬寬度調(diào)制式（PWM）開關(guān)型穩(wěn)壓電路是在控制電路輸出頻率不變的情況下，通過電壓反饋調(diào)整其占空比，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
PFM：（Pulse frequency modulation) 脈沖頻率調(diào)制
一種脈沖調(diào)制技術(shù)，調(diào)制信號的頻率隨輸入信號幅值而變化，其占空比不變。由于調(diào)制信號通常為頻率變化的方波信號，因此，PFM也叫做方波FM
區(qū)別：
PWM是頻率的寬和窄的變化 , ???PFM是頻率的有和無的變化,
?PWM是利用波脈沖寬度控制輸出, ?PFM是利用脈沖的有無控制輸出.
PWM是目前應(yīng)用在開關(guān)電源中最為廣泛的一種控制方式，它的特點(diǎn)是噪音低、滿負(fù)載時效率高且能工作在連續(xù)導(dǎo)電模式，現(xiàn)在市場上有多款性能好、價格低的PWM集成芯片，如UCl842／2842／3842、TDAl6846、TL494、SGl525／2525／3525等；
PFM具有靜態(tài)功耗小的優(yōu)點(diǎn)，但它沒有限流的功能也不能工作于連續(xù)導(dǎo)電方式，具有PFM功能的集成芯片有MAX641、TL497等；PWM-PFM兼有PWM和PFM的優(yōu)點(diǎn)。
???????DC/DC變換器是通過與內(nèi)部頻率同步開關(guān)進(jìn)行升壓或降壓，通過變化開關(guān)次數(shù)進(jìn)行控制，從而得到與設(shè)定電壓相同的輸出電壓。PFM控制時，當(dāng)輸出電壓達(dá)到在設(shè)定電壓以上時即會停止開關(guān)，在下降到設(shè)定電壓前，DC/DC變換器不會進(jìn)行任何操作。但如果輸出電壓下降到設(shè)定電壓以下，DC/DC變換器會再次開始開關(guān)，使輸出電壓達(dá)到設(shè)定電壓。PWM控制也是與頻率同步進(jìn)行開關(guān)，但是它會在達(dá)到升壓設(shè)定值時，盡量減少流入線圈的電流，調(diào)整升壓使其與設(shè)定電壓保持一致。
與PWM相比，PFM的輸出電流小，但是因PFM控制的DC/DC變換器在達(dá)到設(shè)定電壓以上時就會停止動作，所以消耗的電流就會變得很小。因此，消耗電流的減少可改進(jìn)低負(fù)荷時的效率。PWM在低負(fù)荷時雖然效率較遜色，但是因其紋波電壓小，且開關(guān)頻率固定，所以噪聲濾波器設(shè)計比較容易，消除噪聲也較簡單。
若需同時具備PFM與PWM的優(yōu)點(diǎn)的話，可選擇PWM/PFM切換控制式DC/DC變換器。此功能是在重負(fù)荷時由PWM控制，低負(fù)荷時自動切換到PFM控制，即在一款產(chǎn)品中同時具備PWM的優(yōu)點(diǎn)與PFM的優(yōu)點(diǎn)。在備有待機(jī)模式的系統(tǒng)中，采用PFM/PWM切換控制的產(chǎn)品能得到較高效率。
就DC-DC變換器而言目前業(yè)界PFM只有Single Phase，且以Ripple Mode的模式來實現(xiàn)，故需求輸出端的Ripple較大。沒有負(fù)向電感電流，故可提高輕載效率。由于是看輸出Ripple，所以Transient很好，在做Dynamic的時候沒有under-shoot。PWM有Single Phase &Multi-phase，多以Voltage Mode or Current Mode來實現(xiàn)，對輸出Ripple沒有要求，輕載時存在電感負(fù)向電流，故輕載效率較差，Compensation較Ripple相比較慢。將PWM于PFM結(jié)合使用，當(dāng)偵測到電感負(fù)電流的時候，變出現(xiàn)Pulse Skipping，而不再受內(nèi)部Clock控制。此時，controller will turnoff both h-mos & l-mos，Coss & L會出現(xiàn)阻尼振蕩。
每位工程師接觸的領(lǐng)域不一樣，可能有的領(lǐng)域是用PFM比較多，有的是用PWM比較多，但從整個電源行業(yè)來說,相信目前還是PWM用的多.上世紀(jì)80年代至今，PWM開始了在電源變換領(lǐng)域的“王朝統(tǒng)治"地位,因為每種方式都有缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn).關(guān)鍵還是看是否適合客戶需要吧在論壇看到一位網(wǎng)友是這樣寫的，我覺得寫的比較形象，他說如果把PFM與PWM的電源用車來比較的話,用PFM的=奔馳,用PWM的=大眾。
PFM相比較PWM主要優(yōu)點(diǎn)在于效率
1、對于外圍電路一樣的PFM和PWM而言,其峰值效率PFM與PWM相當(dāng),但在峰值效率以前,PFM的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PWM的效率,這是PFM的主要優(yōu)勢.
2、PWM由于誤差放大器的影響，回路增益及響應(yīng)速度受到限制，PFM具有較快的響應(yīng)速度
PFM相比較PWM主要缺點(diǎn)在于濾波困難
1、濾波困難（諧波頻譜太寬）。
2、峰值效率以前,PFM的頻率低于PWM的頻率,會造成輸出紋波比PWM偏大。
3、PFM控制相比PWM控制 IC 價格要貴。
PFM之所以應(yīng)用沒有PWM多最主要的一個原因就是另外一個原因就是PWM的巨大優(yōu)點(diǎn)了：控制方法實現(xiàn)起來容易，PFM控制方法實現(xiàn)起來不太容易。
---------------------------------------------------------------
電感式DC/DC變換器工作原理
出處：
電感式DC/DC變換器工作原理
電感式DC/DC變換器工作原理 - IAmAProgrammer - 博客園
------------------------------------------------------
反激式開關(guān)電源理論與原理解析
出處：反激式開關(guān)電源理論與原理解析_暖暖的糾結(jié)的博客-CSDN博客_反激式開關(guān)電源
正激”與“反激”的區(qū)別?
https://blog.csdn.net/qq_25814297/article/details/116939882
電源芯片布局走線
BUCK電路原理及PCB布局與布線注意事項
------------------------------
出處：
電源篇 -- PCB布局布線_硬件家園的博客-CSDN博客
-------------------------------------------------------
出處：
開關(guān)電源的PCB布線設(shè)計技巧——降低EMI
----------------------------------------------------
出處：模塊電源（三）：PCB Layout_Infinity_lsc的博客-CSDN博客_pcb電感下方不能走線
DC-DC電路元器件放置：
1.輸入濾波電容及旁路電容（Cbypass）：
????????放置于IC相同的層上，并盡可能縮短與IC之間布線，并且CIN和CO的接地彼此必須分開1cm~2cm；
2.續(xù)流二極管：
????????需采用短而寬的接線方式直接接在IC的GND端和SW；
3.功率電感（電感一般分為 工字型非屏蔽電感、半屏蔽電感、一體成型電感三種）：
????????距離IC適中距離，以最小化開關(guān)節(jié)點(diǎn)的輻射噪聲；
電感下方不建議走線和鋪銅，原因如下：
如果鋪銅，電感下方?jīng)]有凈空，則電感的磁場會在該下方的金屬上，產(chǎn)生Eddy Current 即渦流，而 Eddy current 會產(chǎn)生相反的磁場方向，跟電感原有的磁場方向相反，導(dǎo)致電感的感量變小。
????（爭論：接地平面要保持一致，不應(yīng)中斷，因為
????<a>用于屏蔽的接地平面在不中斷時效果最佳；
????<b>PCB的銅越多，散熱越好；
????<c>即使產(chǎn)生渦流，這些電流也只能局部流動，只會造成很小的損耗，并且?guī)缀醪粫绊懡拥仄矫娴墓δ?#xff1b;）
???????PCB上的各種平面--例如，GND平面或VDD平面（電源電壓）--可以連續(xù)構(gòu)造，也可以不連續(xù)。
????????從EMI的角度，建議鋪銅；
????????從電感感量的角度，對于屏蔽型電感，電感感量基本沒有影響，因此也建議鋪銅；
????????對于工字型電感，鋪銅對電感感量有影響，工程師可以視情況而定。
????????總之，線圈下方或靠近線圈處不可布敏感的控制走線是明智的。 ???????
焊盤不宜過近：
????????當(dāng)兩焊盤過近、間距過小時，其寄生電容變大，對于切換噪聲而言，等同于提供一個低阻抗路徑，切換噪聲會繞過功率電感，透過寄生電容，竄入電路容易受干擾的部分
4.輸出濾波電容：
????????盡可能的靠近電感；
5.FB端：
1） IC的反饋端輸入反饋信號，通常設(shè)計為高阻抗，該此端和電阻交叉網(wǎng)絡(luò)的輸出須用短線連接；
2）檢測輸出電壓的部分須在輸出電容器之后或在輸出電容器的兩端連接；
3）將電阻分壓器電路靠近并且并聯(lián)，使其更好的抗噪聲性；
4）將導(dǎo)線遠(yuǎn)離電感和二極管的開關(guān)節(jié)點(diǎn)，不要直接在電感和Q二極管下方接線，也不要與電源線并聯(lián)，多層板也必須以相同的方式接線；
5）通過通孔將反饋路徑傳輸?shù)絇CB的底層，并將布局遠(yuǎn)離交換節(jié)點(diǎn)。
TPS54331 Layout Example
————————————————
------------------------------------------------------
大廠DC-DC PCB layout建議
?
--------------------------------
Buck電源芯片使用時，需要謹(jǐn)記的事項
？
---------------------------------------------------?
基礎(chǔ)知識回顧
灌電流和拉電流
一個重要的前提：灌電流和拉電流是針對端口而言的，而且都是針對IC的輸出端口。
? ?【名詞解釋】
? ? 灌：注入、填充，由外向內(nèi)、由虛而實?？柿?#xff0c;來一大杯鮮榨橙汁，一飲而盡，飽了，這叫“灌”。
? ? 灌電流（sink current），對一個端口而言，如果電流方向是向其內(nèi)部流動的則是“灌電流”，比如一個IO通過一個電阻和一個LED連接至VCC，當(dāng)該IO輸出為邏輯0時能不能點(diǎn)亮LED，去查該器件手冊中sink current參數(shù)。
? ?? ?拉：流出、排空，由內(nèi)向外，由實而虛。一大杯鮮橙汁喝了，過會兒，憋的慌，趕緊找衛(wèi)生間，一陣“大雨”，舒坦了，這叫“拉”。
? ?拉電流（sourcing current），對一個端口而言，如果電流方向是向其外部流動的則是“拉電流”，比如一個IO通過一個電阻和一個LED連至GND，當(dāng)該IO輸出為邏輯1時能不能點(diǎn)亮LED，去查該器件手冊中sourcing current參數(shù)。
??【拉電流與灌電流】
? ?1、概念
??拉電流和灌電流是衡量電路輸出驅(qū)動能力（注意：拉、灌都是對輸出端而言的，所以是驅(qū)動能力）的參數(shù)，這種說法一般用在數(shù)字電路中。? ?
? ?這里首先要說明，芯片手冊中的拉、灌電流是一個參數(shù)值，是芯片在實際電路中允許輸出端拉、灌電流的上限值（允許最大值）。而下面要講的這個概念是電路中的實際值。? ?? ?
? ?由于數(shù)字電路的輸出只有高、低（0，1）兩種電平值，高電平輸出時，一般是輸出端對負(fù)載提供電流，其提供電流的數(shù)值叫“拉電流”；低電平輸出時，一般是輸出端要吸收負(fù)載的電流，其吸收電流的數(shù)值叫“灌（入）電流”。
??對于輸入電流的器件而言：灌入電流和吸收電流都是輸入的，灌入電流是被動的，吸收電流是主動的。如果外部電流通過芯片引腳向芯片內(nèi)‘流入’稱為灌電流（被灌入）；
反之如果內(nèi)部電流通過芯片引腳從芯片內(nèi)‘流出’稱為拉電流（被拉出）
? ?2、為什么能夠衡量輸出驅(qū)動能力? ???
? ? 當(dāng)邏輯門輸出端是低電平時，灌入邏輯門的電流稱為灌電流，灌電流越大，輸出端的低電平就越高。由三極管輸出特性曲線也可以看出，灌電流越大，飽和壓降越大，低電平越大。
然而，邏輯門的低電平是有一定限制的，它有一個最大值UOLMAX。在邏輯門工作時，不允許超過這個數(shù)值，TTL邏輯門的規(guī)范規(guī)定UOLMAX ≤0.4～0.5V。所以，灌電流有一個上限。
? ???當(dāng)邏輯門輸出端是高電平時，邏輯門輸出端的電流是從邏輯門中流出，這個電流稱為拉電流。拉電流越大，輸出端的高電平就越低。這是因為輸出級三極管是有內(nèi)阻的，內(nèi)阻上的電壓降會使輸出電壓下降。拉電流越大，輸出端的高電平越低。
? ?然而，邏輯門的高電平是有一定限制的，它有一個最小值UOHMIN。在邏輯門工作時，不允許超過這個數(shù)值，TTL邏輯門的規(guī)范規(guī)定UOHMIN ≥2.4V。所以，拉電流也有一個上限。
??可見，輸出端的拉電流和灌電流都有一個上限，否則高電平輸出時，拉電流會使輸出電平低于UOHMIN；低電平輸出時，灌電流會使輸出電平高于UOLMAX。所以，拉電流與灌電流反映了輸出驅(qū)動能力。（芯片的拉、灌電流參數(shù)值越大，意味著該芯片可以接更多的負(fù)載，因為，例如灌電流是負(fù)載給的，負(fù)載越多，被灌入的電流越大）
??由于高電平輸入電流很小，在微安級，一般可以不必考慮，低電平電流較大，在毫安級。所以，往往低電平的灌電流不超標(biāo)就不會有問題。用扇出系數(shù)來說明邏輯門來驅(qū)動同類門的能力，扇出系數(shù)No是低電平最大輸出電流和低電平最大輸入電流的比值。
? ?【吸電流、拉電流輸出和灌電流概念區(qū)別】
? ???在集成電路中，吸電流、拉電流輸出和灌電流輸出是一個很重要的概念。
? ? 拉即泄，主動輸出電流，是從輸出口輸出電流。
? ? 灌即充，被動輸入電流，是從輸出端口流入。? ?? ?? ???
? ? 吸則是主動吸入電流，是從輸入端口流入。? ?? ?
? ? 吸電流和灌電流就是從芯片外電路通過引腳流入芯片內(nèi)的電流,區(qū)別在于吸收電流是主動的，從芯片輸入端流入的叫吸收電流。灌入電流是被動的,從輸出端流入的叫灌入電流。
拉電流是數(shù)字電路輸出高電平給負(fù)載提供的輸出電流，灌電流時輸出低電平是外部給數(shù)字電路的輸入電流，它們實際就是輸入、輸出電流能力。
??吸收電流是對輸入端（輸入端吸入）而言的；而拉電流（輸出端流出）和灌電流（輸出端被灌入）是相對輸出端而言的。
寬電壓范圍
寬電電源壓就是電器對電壓的高適應(yīng)性。
在一定范圍內(nèi)不同等級的電壓都能應(yīng)用。
如：寬電壓帶對165伏-240伏之間的電壓波動有很強(qiáng)的適應(yīng)性，不論是城市用電高峰，還是邊遠(yuǎn)地區(qū)供電不足均能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
普通的只在220伏左右能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，電壓過高要燒掉，過低又不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此適合寬電壓的電器要比普通的節(jié)能，耐用。
?分割電源
翻轉(zhuǎn)電壓
-------------------
硬過流
過流檢測與保護(hù)電路_有點(diǎn)小曹的博客-CSDN博客_過流檢測電路
-------------------
總結(jié)
- 上一篇： 程序员转行中，深入研究一下产品经理岗，有
- 下一篇： pytorch GPU版安装 与N卡显卡