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如何為開關電源電路選擇合適的元器件和參數

很多未使用過開關電源設計的工程師會對它產生一定的畏懼心理,比如擔心開關電源的干擾問題,PCB layout問題,元器件的參數和類型選擇問題等。其實只要了解了,使用開關電源設計還是非常方便的。

  一個開關電源一般包含有開關電源控制器和輸出兩部分,有些控制器會將MOSFET集成到芯片中去,這樣使用就更簡單了,也簡化了PCB設計,但是設計的靈活性就減少了一些。

  開關控制器基本上就是一個閉環的反饋控制系統,所以一般都會有一個反饋輸出電壓的采樣電路以及反饋環的控制電路。因此這部分的設計在于保證精確的采樣電路,還有來控制反饋深度,因為如果反饋環響應過慢的話,對瞬態響應能力是會有很大影響。

  輸出部分設計包含了輸出電容,輸出電感以及MOSFET等等,這些器件的選擇基本上就是要滿足性能和成本的平衡,比如高的開關頻率就可以使用小的電感值(意味著小的封裝和便宜的成本),但是高的開關頻率會增加干擾和對MOSFET的開關損耗,從而效率降低。低的開關頻率帶來的結果則是相反的。

  對于輸出電容的ESR和MOSFET的Rds_on參數選擇也是非常關鍵的,小的ESR可以減小輸出紋波,但是電容成本會增加,好的電容會貴嘛。開關電源控制器驅動能力也要注意,過多的MOSFET是不能被良好驅動的。

  一般來說,開關電源控制器的供應商會提供具體的計算公式和使用方案供工程師借鑒的。

 

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