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智能變送器用電源的研制

作者: 時(shí)間:2010-05-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
在使用S-8251芯片設(shè)計(jì)降壓電路時(shí),要注意電感的設(shè)計(jì)。電感值(L)對最大輸出電流(IOUT)和效率(η)產(chǎn)生很大的影響。L值越小,峰值電流電路(IPK)就越大,提高了電路穩(wěn)定性并使Iout增大。若使L值變得更小,會(huì)降低效率而導(dǎo)致開關(guān)晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力不足,促使Iout逐漸減少。L值逐漸變大時(shí),開關(guān)晶體管的峰值電流(Ipk)所引起的功耗也隨之變小,達(dá)到一定的L值時(shí)效率變?yōu)樽畲?。接著,若使L值變得更大,因線圈的串聯(lián)電阻所引起的功耗變大,而導(dǎo)致工作效率的降低,Iout也會(huì)減少。S-8520/8521系列產(chǎn)品在L值逐漸變大的過程中,因輸入電壓、輸出電壓以及負(fù)載電流的條件的不同,輸出電壓有可能變得不穩(wěn)定。實(shí)際調(diào)試電路時(shí),需要進(jìn)行充分的試驗(yàn)之后,再?zèng)Q定所選用的L值。二極管需要使用快恢復(fù)或者肖特基二極管。為保證電路的穩(wěn)定,S-8251芯片對輸出電容有著很高的要求,最重要的一點(diǎn)就是它的等效串聯(lián)電阻ESR必須足夠小,同時(shí)要有足夠的容量。電路設(shè)計(jì)采用了性能優(yōu)良的10μF鉭電解電容器,能夠保證穩(wěn)定的輸出。S-8251芯片是該電路的核心,實(shí)際電路線路布局對電路的性能影響非常大,尤其對輸出的紋波有直接影響,不合理的電路板布局設(shè)計(jì)會(huì)使輸出帶來額外的寄生振蕩,設(shè)計(jì)時(shí)必須注意。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/180879.htm


因?yàn)镾-8251芯片輸入電壓范圍是2.5~16V,總線輸入電壓范圍24V,必須先經(jīng)過降壓環(huán)節(jié),這將使變換效率大打折扣。降壓電路靜態(tài)功耗要小于幾十μA量級(jí),否則總線電流很難做到小于3.5mA。我采用MOSFET串聯(lián)降壓方式,基準(zhǔn)源沒有采用穩(wěn)壓二極管,而是使用LM385,做到靜態(tài)電流36μA。圖3為24V降壓到16V電路。
方案二
這種方案采用Linear公司生產(chǎn)的LT1934芯片,成本較高,總體效率高,對用電負(fù)載電路設(shè)計(jì)要求不高,有很大的調(diào)整余量。在輸入24VDC時(shí),與輸入不隔離的一組輸出5V,9mA電流,與輸入隔離的一組輸出5V,4mA電流,24VDC總線電流可以輕松做到小于3.5mA,效率可以達(dá)到85%以上。

圖3 24V降壓到16V電路


LT1934系列芯片是一種由基準(zhǔn)電壓源、振蕩電路和誤差放大器等構(gòu)成的、PWM控制的CMOS降壓型DC/DC控制器。主要指標(biāo):輸入電壓為3.334V,輸出電壓為1.56.0V,可以0.1V為進(jìn)階單位來進(jìn)行設(shè)定;低靜態(tài)電流12μA最大值,最大輸出電流300mA。圖4為LT1934的基本電路。


在設(shè)計(jì)電路時(shí),器件選擇和S-8251基本一樣,在PCB版圖設(shè)計(jì)時(shí)要注意電容C2和芯片LT1934距離不能太遠(yuǎn),盡量使用粗線,最好使用地平面,否則會(huì)引起自激振蕩。電感L1對DC/DC的轉(zhuǎn)換效率起決定作用。如果L1偏小,電路的轉(zhuǎn)換效率將降低,啟動(dòng)電流增大,甚至無法啟動(dòng)。如果L1偏大,則會(huì)造成輸出能力下降,同時(shí)DC/DC電路將可能產(chǎn)生振蕩。




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