Charger(电池管理IC)之四-稳压类型
-----本文简介-----主要内容包括:前文:电池管理IC(Charger)了解一下? (jlc-bbs.com)前文:Charger之二输入电压动态电源原理(VIN-DPM) (jlc-bbs.com)前文:Charger之三动态电源路径管理(DPPM) (jlc-bbs.com)Charger的稳压类型----- 正文 -----先赞↓后看,养成习惯!一、线性充电管理IC     1. 概述        线性充电管理IC类似于LDO,通过内部MOS的压降控制输出电压,因此称为线性充电管理IC。    2. 立琦RT9536        以立琦的RT9536为例,此线性充电IC具有过温保护、输入欠压保护、输入过压保护等多重保护;能通过外部电阻设定充电电流。      支持预充电、恒流、恒压、复充等功能。    3. 热设计        采用线性充电IC时,热设计是必不可少的,当输入电压较大时其效率较低,很大热量用来发热,因此要计算温升是否满足要求。        假设输入5V,电池电压3.2V,按照1A电流充电,那么其自身功耗为:(5-3.2)*1=1.8W,常温温升:25℃+44*1.3=104.2℃。最大结温150℃,没超过阈值。而更大的电流或者更大的输入电压意味着更高的温升,因此要在设计中注意。二、 开关型充电管理IC      1.  概述        开关型的充电管理IC也就是以BUCK、BOOST型稳压方式对电池进行充电。    2. 立琦RT9455         RT9455是I2C通信的开关型充电管理IC,具有欠压保护、过压保护、温度调整和过冷/过热保护、反向漏电保护等特性,同时支持USB的OTG模式。    3. 效率        如下图,开关型的充电管理IC充电效率还是比较高的,一直在80%以上。三、两种总结            线性Charger由于其自发热比较严重,因此仅推荐其在小电流充电的应用,比如1A一下的;而开关型Charger的效率更高,因此其可以容纳更大的充电电流。        另外开关型Charger相对功能更多,很多能在给电池充电的同时给系统供电,且拥有电源动态路径管理(DPPM)和输入电压动态电源管理(VIN-DPM)功能,在充电时如果适配器和系统负载异常时调配充电速度甚至是用电池反向给系统供电。#嘉立创PCB#
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0 3 嘉立创PCB
PCB加泪滴到底有什么用呢?
1.好看,不必多说 2.我们知道直角走线会造成信号反射,那显然过渡更自然带来的好处就是信号反射小。 3.焊接时能避免多次焊接造成引脚开裂 4.生产时能避免刻蚀不均 另外大家知道有几种泪滴方式呢?下图中是哪一种? #嘉立创PCB#
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0 4 嘉立创PCB
提问:这2种电流采样电阻布线方式有啥区别?
#嘉立创PCB# 答案发在评论区了,不知道的可以先思考一下再看
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2 17 嘉立创PCB
四年前27元买的小风扇质量咋样?
 -----本文简介-----主要内容包括:拆解小风扇----- 正文 -----先赞↓后看,养成习惯!   1. 全家福           外壳+电机+18650电池+控制板    2. 电路板分析        控制板主要有两个IC,U1是TP4056,是电池充放电管理IC,一个线性充电器,其价格便宜。U2是未知型号IC,看起来是个升压IC,功能应该是根据按键来控制输出电压进而控制档位,一二三档分别输出5 、7、9V电压。        另外有两个双色LED,一个来显示充电状态,绿色充电,红色充满;另一个显示档位,绿色一档,橙色二挡,红色三挡。    3. 它如何压缩成本的?        ① 首先是Micro USB,成本极低,四年前Type-C还没有普及到小电子产品上,图上我已经换成Type-C了。        ② PCB是单层的,走线上也没有交叉,没有用任何花钱的电阻等物料跳线。        ③ 双色LED指示三种状态,用双色LED同时点亮来指示2档(其实这里完全可以不用?这个算是ID设计的锅)。        ④ 二极管D1采用普通二极管,此二极管压降极大,三挡时有1V压降,自身功耗大而且发热很严重,对于产品来说可能符合要求,但是我还是把他换成肖特基了哈哈。        电池升压的D2二极管就用的肖特基,因此可以看出D1大概率就是为了省成本,为什么只说是大概率呢,因为后级的升压DC-DC输入电压耐压未知,也可能是耐压不够。        ⑤ 18650电池看起来没有保护,(不确定是不是时间久了坏了),不知道是为了省成本还是为了尽可能提高续航,但是放电都放到1V以下了还是很危险的。        ⑥ 电感也是最便宜的绕线电感   4. 成本多少?            个人对别的物料不熟悉,PCBA物料成本肯定是不超过2元的,电机+外壳+18650电池多少钱有大佬知道吗? 欢迎评论区讨论,别忘了点赞!!!#嘉立创PCB#
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3 8 嘉立创PCB
Charger之三动态电源路径管理(DPPM)
-----本文简介-----主要内容包括:Charger的动态电源路径管理(DPPM)前篇内容:①电池管理IC(Charger)了解一下? (jlc-bbs.com)前篇内容:②Charger之二输入电压动态电源原理(VIN-DPM) (jlc-bbs.com)----- 正文 -----先赞↓后看,养成习惯!一、 DPPM概念     DPPM即Dynamic Power Path Management,动态电源路径管理,是电池管理IC中一个概念,用来平衡Charger输出给后级系统负载的电压与充电电压。在DPPM加持下,无论电池是否耗尽,Charger只要接上适配器,系统负载都会立即获得电源。此外在DPPM的调节下,保证最快充电的同时,保证系统不会因为适配器功率小的原因导致系统掉电。二、DPPM工作过程       1. 正常工况        在适配器输出能力足够的情况下,Charger一边给系统供电一边为电池充电。    2. 系统负载增大        当系统负载增大,大于适配器的最大输出能力,VSYS电压会下降,下降至DPPM阈值,DPPM会减小电池充电电流,保证VSYS的供电能力。    3. 系统负载继续增大        当减小充电电流到0也不足以满足系统供电要求时,VSYS电压会继续下降,当下降到低于电池电压时,电池开始反向为系统供电,以满足系统供电要求。    4. 系统负载又回到正常值     系统负载回到正常值后,Charger又正常给电池充电。三、DPPM与VIN-DPM          前文也介绍了VIN-DPM的概念,Charger之二输入电压动态电源原理(VIN-DPM) (jlc-bbs.com),很多人容易搞混两者,网上有些人的介绍也不好理解,实际上两种是不同的概念,虽然都是适配器输出能力不足引起的调控,但VIN-DPM是在Charger的输入电压VIN不足时进行调控,而DPPM是在Charger的输出VSYS不足时进行调控。#嘉立创PCB#欢迎评论区讨论,别忘了点赞!!!
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0 10 嘉立创PCB
典型的一键开关机电路
下图是典型的一键开关机电路,优点是开机后开机键还能用作其他作用,缺点是需要两个IO,大家还知道其他的开关机方案吗?有没有简单好用的开关机芯片?比如检测到按键,输出一个IO状态来控制系统第一级的DC-DC使能这样的。
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2 13 嘉立创PCB
Charger之二输入电压动态电源原理(VIN-DPM)
主要内容Charger的VIN-DPM前篇内容:电池管理IC(Charger)了解一下? (jlc-bbs.com)正文        先赞↓后看,养成习惯!       VIN-DPM是指输入电压动态电源管理(Input voltage dynamic power management),在电池管理IC(Charger)的应用中,Charger需要输入电源,一般是适配器,例如一个5V1A的适配器给系统供电,经过Charger管理给电池充电。        我们假设Charger给电池充电的电流是1.5A,电压是3.8V,由于适配器输出能力有限,他的输出电压会被拉低,即Charger的输入电压VIN会变小,假设VIN被拉低到了4V,如果没有VIN-DPM,随着充电电流继续增大,VIN会继续变小,VIN可能会低于3.8V,当VIN低于3.8V时,Charger的输出电压就低于3.8V了,而电池电压是3.8V ,这样充电就出问题了,无法再冲进去电。        而如果有VIN-DPM功能,假设触发阈值是4V,当VIN降到4V时,Charger就会减小输出电流,这样适配器的负载就会减小,输出电压就会回升了。下篇内容:DPPM-动态电源路径管理。欢迎评论区讨论,别忘了点赞!!!#嘉立创PCB#
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0 10 嘉立创PCB
你会做单片机最小系统核心板吗?
有时候想用一个没用过的单片机,我会做一个最小系统出来,一般就是把一些通信引脚I2C、SPI、UART引出,另外对ADC做一个跟随器,再引出两个PWM做一个PWM转DAC的电路出来,最后把所有的引脚都引出,方便接线调试。 大家认为还需要做什么功能呢?
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4 7 嘉立创PCB
电源之LDO-9.LDO的PCB布板
-----本文简介-----主要内容包括:  如何进行LDO的PCB绘制?有哪些要点注意?-----正文-----一、PCB布板      1. 最终布板如下:                2. 输入输出电容布局        输入电容靠近输入IN引脚放置,输出电容靠近输出OUT引脚放置,且电容按电流方向容值由大到小顺序摆放。            3.  尽量在输出电压经过滤波电容后再接反馈电阻            4. 反馈电阻    反馈电阻靠近IC放置,反馈引线尽量短且尽量远离其他引线。            5. 散热焊盘打孔到底层,利于散热         6. 多打地孔,有利于电源回流            7. 电流线宽度        设计电流600mA,我们按照800mA作为裕度,应该将线宽设置为30mil。----总结----总结:本文举例绘制了LDO的PCB,指出了一些注意事项。   觉得写的不错或者对你有帮助的话麻烦点个赞和在看,谢谢 #嘉立创PCB#
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0 4 嘉立创PCB
大家在进行PCB Layout的时候会严格按照规格书推荐画吗,我的经验是很难严格按照规格书推荐画,因为外围的容阻封装他笑不会刚刚好跟推荐一样,导致走线总会相较于推荐有一点点偏差,例如DC-DC很难完全按照规格书推荐的路径走线,一般会多少调整一下,当然前提是遵循最小回路原则,这样的话偏差在实际应用中应该是可以接受的。[呲牙]
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4 20 嘉立创PCB
电池管理IC(Charger)了解一下?
主要内容简单介绍电池电源管理IC正文先赞↓后看,养成习惯!一、电池管理IC基础01 为何锂电池需要电源管理?        现在市面上的电池设备越来越多,手机、手表、耳机、手环等设备均为电池供电,常用的是锂电池,但是锂电池的安全性没有足够好,为了能更安全的使用,需要专用的锂电池管理IC(Charger)来实现充电与放电。02 电池充电曲线        一般的锂电池充电IV曲线如下图分为4个阶段:        ① 电池电压低于放电截止电压时,即此电池已经过放,此时采用涓流充电,涓流充电电流很小;        ② 电池电压超过放电截止电压后,进入快速充电阶段,此阶段是恒流充电,电池电压不断上升一直持续到充电截止电压;        ③ 达到充电截止电压后,并不是停止充电,而是以充电截止电压来恒压充电,此阶段持续时间较长,随着电池容量增大,电流会缓慢减小(注意图示是IV曲线,所以体现不出缓慢下降),一直减小到充电截止电流。        ④ 充电电流减小到充电截止电流后,充电器停止为电池充电,一个充电周期结束。二、简单的电池管理IC01 简单介绍        以友台半导体的TP4054为例简单介绍一下最常见成本最低的电源管理IC。共有5个引脚,典型应用如下图:02 引脚介绍        CHRG是状态指示脚,他是一个开漏输出脚,在充电时会拉低,因此可以接LED指示充电状态。他的内部结构如下图:        PROG是充电电流设置引脚,PROG引脚与地之间的电阻器来设定的。电流充电电流是PROG引脚输出电流的1000倍。设定电阻器和充电电流采用下列公式来计算:其中Vprog=1V        VBAT引脚接电池,VCC引脚接输入电压。 03 充电过程         充电循环开始。如果BAT引脚电平低于2.9V,则充电器进入涓流充电模式。在该模式中,以1/10的设定电流来充电,先将电池电压提升到放电截止电压2.9V。当BAT引脚电压升至2.9V以上时,充电器进入恒定电流模式,此时向电池提供恒定的充电电流。当BAT引脚电压达到充电截止电压(4.2V)时,则进入恒压模式,且充电电流开始减小。当充电电流降至设定值的1/10时,充电循环结束。04 其它功能         ① 电池反接保护功能:电池反接时不会有充电电流。        ② 热限制:IC过热时将降低充电电流。05 关键参数             ① △VCHRG :电池复充电迟滞电压,这个电压的意思是,电池充满后电压为4.2V,如果电池放电,电压减小,当电压减小到4.2-△VCHRG后,充电器会重新为电池充电。          ② 输入电压:由于此Charger是线性IC,因此输入电压VCC最好稍微大于4.2V,防止由于Vdrop的存在导致电池充不满电。四、更多功能的电池管理IC        下篇再介绍一下更多功能的电池管理IC,例如动态电源路径管理DPPM、输入电压动态管理VIN-DPM等。#嘉立创PCB#
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2 13 嘉立创PCB
如果是个人设计的小玩意,如何选择接插件?
我目前用过2.54mm的插件或者贴片排针排母,觉得比较大太占地方,后来又用FFC插座,这样不好的地方是线占地方,现在改用0.5mm的贴片排座了,比较小,缺点是不能作为支撑,板子还需要额外的螺钉固定
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10 12 嘉立创PCB
低负载高效率的BUCK是如何实现的?
-----本文简介-----主要内容包括:轻载高效BUCK是何原理?----- 正文 -----先赞↓后看,养成习惯!一、  DC-DC的控制模式与效率 1. PWM模式    如下图是PWM控制模式的DC-DC,PWM(Pulse Width Modulation),脉冲宽度调制,顾名思义,放大图可以看出,其周期T是不变的,而脉冲宽度tD1、tD2、tD3、tD4、是不同的。      2. PFM模式        PFM( Pulse Frequency modulation) ,脉冲频率调制模式,如下图,其脉冲宽度t0是恒定的,但其周期T1、T2、T3、T4是变化的,因此称其是脉冲频率调制。     3. PWM与PFM控制的效率差异来自哪里?        两种控制模式都是在控制MOS管的通断,那么为何会有效率的差异呢?如下图,理想状况下,当MOS管开通时VDS等于0,此时虽然有电流通过,但是其消耗功率P=VDS*ID=0。        而实际应用中,由于MOS开通与关断都需要一定的时间,同时VDS也不能做到0,因此存在着VDS与ID同时不为0的情况,由此会消耗功率。如下图,消耗功率P随MOS管的开关而起伏。        那么很明显,开关越频繁,消耗功率越多,PWM模式由于是固定频率,因此不管其输出多大负载,MOS都在以固定频率开关,即使在低负载的情况下,MOS管也有很大的损耗。而PFM模式的周期不定,因此可以在低负载的状态下,降低开关频率,这样额外损耗就小了许多。二、轻载高效的BUCK控制器原理       1. PSM模式        PSM(Pulse Skip Modulation),脉冲跳跃模式是结合PWM与PFM的一种模式,他的脉冲宽度也是固定的那么它如何调制呢?高负载时是PWM模式,随着负载下降,他的脉冲宽度降低到一定程度后就达到最小宽度了,他是通过跳过其中部分周期,在部分周期内MOS完全关闭的方式来为负载提供电流。如下图是三者对比图。        如下图分别是TI的TLV62569在PWM模式与PSM模式下VSW的波形图,由横轴时间轴可以看出,PSM模式下开关时间间隔增大了,也就意味着开关损耗降低了。图:PWM模式时在1A负载下的SW波形图:PSM模式时在0.1A负载下的SW波形    TI的TLV62569整体效率曲线,可以看到即使在10mA负载下效率最高也超过90% ,而普通的BUCK在此负载下基本就没有高效可言,甚至会低于10%。    2. 突发模式          突发模式Burstode(BM)是直接通过与输出电压比较来进行PWM调控,当负载很轻时,输出电压会升高,突发模式的控制器降关闭开关管来降低损耗,此时完全由输出电容维持输出电压,当输出电压降低后再此开启开关管。图:PWM模式时在1A负载下的SW波形图:BM模式时在0.1A负载下的SW波形         突发模式由于是需要时才会开启MOS,因此相比于PSM模式其效率更高。即使是1mA负载,整体效率都达到了80%以上。    三、为何要轻载高效?           可能有人会有疑问为何需要轻载高效?1mA这种负载,即使效率不高,客观的损耗也只有mW级别。对于一般的设计这个损耗当然很低,但是现在很多电子产品是电池设备,他们会经常处于休眠模式,休眠模式下负载就会很低,对于电池设备来说,即使是很小的损耗,由于持续时间很长,也会造成电池电量下降,给用户不好的体验,因此产生了对轻载高效BUCK的需求。
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5 13 嘉立创PCB
大家在做自己个人的电子设计中会选择嘉立创SMT吗
这个月的免费打样送了一次SMT,尝试了一下发现其实SMT效率挺高的,送的是单面贴片,我把大部分0402和一些便宜物料都做了SMT,一共只花了10块钱物料费。可惜的是背面的没法贴,研究了一下单面贴片是50元加工费,如果不涉及到换料啥的那另外就剩下了物料费用了,比较贵的物料也可以提前寄给嘉立创保存,对于难以手工焊接的板子还是很划算的,后续可以尽量把小物料放在同一面。 #嘉立创PCB#
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12 8 嘉立创PCB
LDO与DC-DC串联到底能抑制多少纹波?
-----本文简介-----主要内容包括:LDO与DC-DC串联到底能抑制多少纹波?----- 正文 -----先赞↓后看,养成习惯!一、PSRR概念          PSRR即Power-Supply Rejection Ratio电源抑制比,指的是输入纹波电压与输出纹电压的比值,单位是分贝(dB),其表达式为:        粗浅理解即:假设在某个频率下输入纹波电压为100mV,那么输入到一个20dB共模抑制比的LDO后输出电压纹波为10mV。二、DC-DC后串联LDO降低纹波       1. 一般应用         一般的应用如下,在DC-DC后串联一个LDO,利用LDO的高PSRR来降低输出电压纹波。          2. 如何计算降低多少纹波       一般的LDO会标成自己在1kHz下的PSRR,好一点的在60~80dB,但是并不代表他串联在DC-DC后就能起到60~80dB的抑制效果。        实际上由于现在追求小体积,DC-DC的频率越来越高,也就意味着其纹波频率越来越高。        如下是TI的一款DC-DC,典型的工作频率为1.5MHz,那么参考上图,其1.5MHz下的PSRR大约为45dB,也就是能把纹波抑制为1/178。        要注意的是,DC-DC在低负载下会切换为PFM模式,即其频率会降低,例如下图降低到了大约200kHz,在此频率下不仅DC-DC的纹波会增大,LDO的PSRR也会改变,因此在设计中也要关注不同频率下的PSRR,并且调试时测试不同负载下的纹波。    欢迎评论区讨论,别忘了点赞!!!#嘉立创PCB##嘉立创PCB##嘉立创PCB#
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4 8 嘉立创PCB
电源之LDO-3. LDO的热性能
-----本文简介-----主要内容包括: ①:热性能基本概念 ②:LDO热性能应用估算 ③:提高LDO热性能方式 -----正文-----一、基本概念 重新了解以下的几个概念: ① 工作结温Tj(Operating Junction Temperature Range)工作状态时内核温度,一般的IC结温范围在(-40~125℃)或(-40~80℃)。 ② 环境热阻系数(θJA)指内核到外部环境(空气)的热阻系数。 ③ 封装热阻系数(θJC)指内核到封装表面的热阻系数。 ④ φJT-内核到封装上表面中心点的热阻。 Tj==Ta+( θJA × P ) = Tc+( θJC × P )=Tt+(φJT x P),其中Ta为环境温度,Tc为封装表面温度,Tt为封装表面中心点的温度,P为IC耗散功率,即结温等于环境温度+环境中热阻系数*功率,或者等于封装表面温度+内核到封装表面热阻系数数*功率,或者等于封装表面中心点温度+内核到封装上表面中心点的热阻*功率。二、LDO的热性能与什么有关? 由基本概念我们可以得出:LDO的热性能与封装、功率、运行环境温度有关。下面我们举例分析。 我们以萨科微公司的AMS1117-3.3为例,其数据手册提供的封装热阻系数如下:图1 SOT-89封装 可以看出不同的封装热阻系数不同,由Tj==Ta+( θJA × P )得出,相同功率下,热阻系数越小,内核温度越低,也就越安全。同理可以得出,功率越小、环境温度越低内核越安全。 例如,TO-252封装的AMS1117-3.3输入电压5V,输出功率1A,则其消耗功率P=(5-3.3)*1=1.7W,温升=θJA × P=125*1.7=212.5℃,即在常温下内核温度等于212.5+25=237.5℃,远高于其内核最高温度125℃,意味着LDO会损坏。反过来计算,在5V输入电压、常温环境下,长时间输出电流不能大于(125-25)/125/(5-3.3)=0.47A,即电流不能超过0.47A。 考虑到PCB空间,实际可能使用体积比TO-252更小的SOT223或SOT89封装,此时的长时间工作电流要更小,需要权衡使用。 以上是用θJA 估算的热性能参数,实际上另外还有多种方式,但由于很多数据手册并不会给出φJT或θJC参数,所以用θJA更方便 三、 如何提高LDO的热性能? ① 选择合适的封装,在PCB空间允许的情况下尽量选取大封装LDO。 ② 降低输入与输出压差,在满足LDO最低工作压降的情况下,可以在电源Vin与LDO输入引脚之间串联一个功率合适的电阻消耗部分电压。图2 串联1Ω电阻消耗1W功率 ③ 有必要的情况下可以在LDO表面贴装散热器。 ④ 做好PCB散热,LDO布局时远离其他发热器件;增大LDO接地平面、Vin、Vout平面的面积。
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电源之LDO-2. LDO的压降
-----本文简介----- 本文是对此前文章的重新整理,包括图片优化、错误更正等,点击文末阅读原文可以阅读原始文章。主要内容包括: ①:什么是LDO的压降? ②:LDO的压降如何产生? ③:如何降低LDO的压降?-----正文-----1. 什么是压降? 压降电压 Vdrop 是指为实现正常稳压,输入电压 VIN 必须高出所需输出电压 VOUT的最小压差。2. 压降在数据手册中如何体现? 以经典LDO AMS1117-3.3为例,在数据手册中其Vdrop电压在0.8A时为1.1V,意味着想要输获得3.3V-0.8A的功率输出,在不考虑温度等其他影响条件下,VIN至少要等于3.3+1.1=4.4V。 部分手册还会给出具体的输出电流-Vdrop曲线,如下图1图1 Iout-Vdrop3. 决定压降的因素是什么? 输出电流是Vdrop的一大影响因素,但其决定因素是LDO 的架构。为说明原因,我们分别介绍PMOS结构LDO与NMOS型LDO,并对比其工作情况。图2 PMOS型LDO PMOS型号LDO稳压输出原理:当Vout小于Vref+(1+R1/R2),即FB小于Vref,运放VP小于VN,运放输出电压Vg减小,Vin不变,即Vs不变,则|Vgs|=|Vg-Vs|增大,所以MOS的Vds减小,Vout=VIN-Vds增大,产生了负反馈;反过来同理。 因为运放输出电压最低是0V,所以VGS最大值为VIN-0=VIN,即Vds有限小,Vdrop就等于Vds,这就是PMOS的Vdrop有限小的原因。同时,当输出电流增大时,Vgs也需等大,依旧是同样的原因,输出电流也有限大。为什么数据手册上给的Vdrop要限制输出电流为0.8A?正是由于输出电流和Vdrop都受运放最小输出电压限制。 同时由于VGS的最大值等于VIN,所以PMOS型LDO在大电压输入的场合更能获得低的Vdrop。图3 NMOS型LDO 与PMOS相似的负反馈,不再赘述,不同的是,NMOS型的Vgs因为Vg受运放最大输出电压Vg的影响有限大,所以Vdrop=Vds有限小。4. 如何降低压降 了解了NMOS和PMOS型LDO的控制逻辑后我们可以轻易得出降低Vdrop的方法-增大|Vgs|,由于Vs我们无法控制,因此我们可以通过增大Vg来增大Vgs,一般有以下两种方法。 ①. 为运放增加专用的辅助电源,此电源大于输入电压。图4 加入专用电源的LDO ②. 更简单的方法是加入电荷泵提高运放供电电压。 图5 带电荷泵的LDO
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LDO基础(一)
主要内容LDO基本原理LDO参数正文一、何为LDO?        LDO是低压差线性稳压器的英文简称,是新一代的集成电路稳压器,它与三端稳压器最大的不同点在于,低压差线性稳压器(LDO)是一个自身功耗很低的微型器件。LDO是一种串联稳压器,他的负载和内部晶体管是串联形式,区别于并联稳压器,,它可用于电流主通道控制,芯片上集成了具有极低导通电阻的MOSFET、肖特基二极管、取样电阻和分压电阻等硬件电路,并具有过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器等功能。       LDO如何工作?其通过控制内部开关管的状态来控制输出电流,区别于DC-DC,LDO的开关管大部分时候工作在放大区(可变电阻区),通过控制开关管的压降来控制输出电压,也因此LDO输入电压一定要大于输出电压。        以下图为例,当输出电压Vout增大时,误差放大器正端大于参考电压Vref,误差放大器输出电压增大,此时MOS管G极电压增大,若VIN不变,即S级电压不变,则PMOS的Vgs电压Vg-Vs的绝对值减小,MOS管压降Vdrop增大,则VOUT=Vin-Vdrop减小,总体产生了负反馈,最终会平衡在Vout=Vref x (1+R1/R2)上。二、LDO种类与内部架构01 不同内部架构            LDO根据内部晶体管不同分别有NPN、PNP、NMOS、PMOS型四种结构,每种结构都有优缺点。图1. PMOS型LDO图2.NMOS型LDO02 举例         以TI的TLV1117LV33DCYR为例,他的内部架构如下图,明显是一种PMOS型LDO三、LDO关键参数01压降Vdrop          压降电压 Vdrop是指为实现正常稳压,输入电压 VIN必须高出所需输出电压 VOUT 的最小压差。压降与输出负载大小有关,如下图:02  静态电流        静态电流 IQ 是系统处于待机模式且在轻载或空载条件下器件自身所消耗的电流。此电流很小,但在对于大部分时间都处于待机或关机模式的应用,如智能手表等,静态电流将产生重大影响。        一般的LDO静态电流在uA级别,但是随着负载的增加,器件自身消耗的电流也在增加,如下图的TLV1117LV33DCYR:03 电源抑制比PSRR         电源抑制比是一个很重要的参数,它代表了LDO抑制输入噪声的能力。定义是输入纹波电压与输出纹电压的比值,单位是分贝(dB),其表达式为:    粗浅理解即:假设在某个频率下输入纹波电压为100mV,那么输入到一个20dB共模抑制比的LDO后输出电压文波为10mV。
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电源芯片的静态电流来自哪里?
-----本文简介-----主要内容包括:电源芯片为何关断之后还有静态电流与关断电流?----- 正文 -----先赞↓后看,养成习惯! 1. 什么是关断电流Shutdown current 关断电流 Shutdown current,即ISD是指通过使能引脚关闭IC后,流入输入引脚的电流。 2. 为何会存在关断电流 在IC关闭后,还是有需要维持IC功能的模块需要工作,这个时候会有微小的电流消耗。例如下图的EN逻辑电路一定是要工作的,否则无法维持IC的关断状态。 3. 什么是静态电流 Quiescent current 静态电流 Quiescent current ,即IQ是指IC是启动状态,但是并没有加负载时,流入IC输入引脚的电流。另外一种算法是流入输入引脚的电流与流出输出引脚的电流差值。 4. 为何会存在静态电流 当输出空载时,虽然不用输出电流,但是还是会需要维持输出电压稳定,这个时候内部MOS的驱动电路也是会进行通断操作,区别在于如果是轻载高效的DCDC其无负载时通断操作会比较少,因此静态电流更小。另外反馈回路也是会工作的。因此就会有微小的电流消耗。 5. 关断电流与静态电流的大小 以TI的TLV61046为例,关断电流标称是0.1uA处于关断模式时,隔离开关会将输出与输 入断开以最大限度降低泄漏电流,静态电流标称是110uA,差距还是很明显的。 而同样TI的LDO-LM1117,其静态电流是5mA,不同的IC差异很大。 6. 为何要在意这种微小的电流 当设计中包含电池时,再微小的电流也需要考虑,假设一个IC关断电流是1mA,用一个1000mA·h的电池,即使系统休眠使电源IC关断来断开其他负载,那也就能维持大约1000小时的续航,即1000/24=41.6天,这个续航时间在很多电子产品中是完全不可接受的,因此在设计中要重点考虑关断电流。
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