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嵌入式硬件设计03-用电源树搞定电流分腾讯纷纷

2021-02-23 05:52

  您有没有试过电途板空载时上电通盘寻常,但带上负载后就“动力亏空”呢?不是由于外设“索要”的太众,而是您的电源“赐与”的分歧理!咱们来看一则案例:一位硬件工程师正在策画以太网PHY电途时,操纵了一个外部LDO芯片出现1.2V以供应PHY芯片的数字和模仿电源。正在低速传输数据时收集通讯一齐通畅,然而操纵1000M全双工通讯形式时,展现通讯担心闲的囧况!久经排查,才得知PHY芯片正在千兆通讯形式下1.2V电源的电流巨细到达500mA以上,如图1;然而工程师采取的LDO的最大输出才力才惟有350mA,如图2,并亏空以知足负载的需求。

  电源收集为嵌入式体例的各个元器件供应电能。假设策画欠妥,各个元器件不行各取所需的电量,体例将职业担心闲,发烧量大、重启以至所有体例处于瘫痪状况。腾讯纷纷彩官网所以,电源体例电流的合理分拨的紧张性显而易见。

  嵌入式硬件电源策画遵循领域巨细、电源芯片类型等可分为体例级策画和模块级策画。体例级策画常常指遵循体例所需来划分电源品种的策画。模块级策画常常指正在确定电源电压品种的情景下,遵循负载需求来采用电源转换器的策画。

  如图3所示,无论是体例级策画,或者是模块级策画,电源功耗的估算都是必弗成少,重中之重的枢纽。本文将先容一种电源电流分拨策画的伎俩。

  体例级电源策画需求确定所有体例需求的电源电压品种,如5V,3.3V,1.8V等,估算各个电源的电流巨细行为凭据,从而采用合意的电源IC。

  模块级电源策画正在确定电源电压的条件下,采用电源转换器的类型,凡是分为线性稳压器(LDO),开合电源(DC-DC),电荷泵三大类。然后估算电源电流巨细,采用相应的电源IC。

  确定好电源策画的流程后,可遵照硬件策画框图以外格的样子将各个器件的供电举办分类,列出体例顶用到几种电压,行为列题目,将耗电模块行为行题目,将体例中不耗电的局限去除,比方DB9插座,RJ45插座,JTAG接口等接连器,算计出各电压的电流。此处以广州致远电子的EPC-AW287I工控无线主板策画为例,各模块的电流打发要紧以盘问数据手册为准,同时加以估算的门径举办填外。

  正在对各个效力模块举办电流的估算时,若器件数据手册没给出其最大值,则凡是取额定值的1.5~2倍;而卓殊模块,如AW28A主旨板,其电源打发较为丰富,最大值以模范值的5倍算计。电源芯片的参考转换功效为80%。工程师可遵循电源电流算计外的模范值举办电源体例的策画,并以最大值来举办校验。

  再者,正在策画电源体例时还得研究模块的同步系数,即正在同偶尔间内,介入打发电流的器件的比例,凡是为0.5~0.7,采取值遵循本质的体例来决计。为保障电源体例的安闲性,咱们可采取同步系数0.5,即同偶尔间内,体例中对折耗电模块的电流值取最大值,其它的取额定值来算计器功耗。

  块中:第一行,电源芯片型号;第二行,输出电压,电流值;第三行,转换功效η;(3)流向箭头上,用文字标出电压、电流值;

  (5)若有操纵开合(板滞开合或MOS管等),务必正在相应的地位上图形标明。

  上述电源树中,12V转5V的DC-DC为电源体例的第一个转换合卡,需求赐与足够的余量,可操纵MPS公司的MP1652/MP1653,其离别实用于12V,2A/3A的电源体例。而具备超低静态功耗的MP2162则能为需求精美化电流的后级体例模块供应更好的处分计划。

  坚守不要“大牛拉小车”或“小牛拉大车”的根本准则。选用电源芯片时为保障电源的操纵寿命,需求留有必然的裕量,较合意的职业电流为电源芯片最大输出电流的70%~80%。被选用DC-DC时,要研究负载电途运转正在额定电流的50%以上,过小的负载电流会酿成本的升高以及过低的转换功效。

  当操纵线性稳压器(额外是日常线性稳压器)的时期,因为压降都打发正在稳压芯片上,要研究充裕器件的散热。

  电源的电流分拨策画优劣合乎体例策画的成败,看待电子体例的策画者来说,腾讯纷纷彩官网应当惹起足够珍重。也许当你展现辛费力苦策画的体例仅仅是因为电源题目而无法寻常职业的时期,才会真正认识到电源的电流分拨策画的紧张功用。

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