BUCK分析及选型要点

      众所周知,电路设计核心之一的是电源电路设计现在我们所用到的降压芯片多数都是异步,拓扑简单,价格便宜,效率比较低,多发热。

同步其实用的相对较少了,电路复杂,价格便宜,效率高。

      实际工作中基本都是用的异步,我们按异步来讲解,目前用的比较多的芯片厂家就是TI和MPS,国内的很多品牌基本都是按照这两家的电源芯片进行仿造,内部架构也多是这两家为原型,俺们都是逆向工程师,先复制再超越,以量变来达到质变,TI由于独家代理是艾睿了,其他基本搞不到货了,用的比较少,话不多说,我们用MPS的一款芯片来讲解。

      这是电源前端对EMI的处理,前端加了二极管和TVS吸收电源浪涌和反向倒灌,  前端采取LCLC来滤除前端噪声和干扰

      这是主电路了,目前用的K15电进行使能,D4加的稳压管,防止电平过高,烧毁芯片管脚,这里可以从规格书处可以得知,前端上电一般都会用MOS来控制板端的上下电,进行短路保护,目前咱们电源控制和其他地方都是从DC芯片端出来的,电源芯片有短路,过压,过温保护,此处就不说明了

      有个关键点是此电源IC可以调整频率,这就给了我们设计很大的空间,后面做DV测试的适合,RE/CE可能有问题。我们都知道板端设计端高速信号低频端和高频段容易出问题,中间频段其实很少出问题,汽车的测试频段范围是150K-2.4G,当然每个标准具体按照主机厂或者客户要求测试。电源,时钟,显示屏,高速信号这些辐射出来的产生耦合。理想状态下就是让别人不要影响我,我也不影响别人,这个时候等级达到B基本就可以了,但是实际情况很难保证没问题。

电源的开关频率影响了电源芯片输出的纹波也影响了板卡的高速信号传输,也会影响周围设备的正常运行。

目前设计我们是390.625KhZ,为什么用这个频段,首先这个频段可以有效避开板卡设计高速信号的频率共振影响,也能保证后端输出纹波大小在系统承受范围内,最后是这个开关速度也比较满足IC内部MOS,在正常使用下不会出现问题。(内部MOS寿命也要关注)

此电路经过测试已经批量出货,可以放心使用。

我们选择电源IC主要从哪几个方向入手呢?

  1. IC的电压输入输出范围,电流大小冗余是否在设计范围内;

  2. IC的工作效率,相应速度以及功耗;

  3. IC纹波大小,是否有过压过流保护。

小结:

1.电源设计尽量通过规格书中的计算公式来计算相应的参数大小和典型推荐值来匹配需求,不要凭经验选择参数。

2.主芯片IC都有一个纹波范围的容忍度,影响纹波大小的三个参数就是开关频率,电感感值大小,输出滤波电容大小,频率越高纹波越小,但对改善启动电流没有作用;感值越小纹波越大,启动电流就会增大,建立稳态时间短;电容越大纹波越小,但是会极大的增加启动电流。

3.参考规格书布局布线,减小电源环路,增大接地面积。

4.电源空载容易遇到啸叫,可以多加电解电容,增加容值,电容摆放不要规整,尽量不在一个方向等多种手段。(啸叫不仅电感电容会振动,电阻也会振动,啸叫声音不影响需求可以打固定胶)

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