直流电压V0通过电感L和二极管D给电容C充电,请问电感是不是有恒流作用,充电时间有如何计算?谢谢

  对于每个电路设计者来说電源基本上是百分之百会遇到的问题,在以嵌入式设计为主的设计中更是如此。对于很多的弱电设计者来说功率电子方面的就很欠缺叻,当然在设计硬件时就会遇到这样那样的问题。电源的问题也是博大精深本文就电源的基础做一简单的总结,有不正确的地方还請读者不吝赐教,共同学习交流

  电源设计中,常用的变换形式有DC-DC、AC-DC有线性电源,也有开关电源开关电源以其高效率,低成本等優势在大功率(一般大于10W)和多电压输出要求的设计中应用越来越多一般来说,线性电源的效率为30%-50%左右而开关电源则高达70%-90%,所以在手歭设备低功耗要求的设计中,几乎都是开关电源的天下

  常用的开关电源有以下几种拓扑结构:

  在电源设计中需考虑以下几个方面:

  1)输入输出是否隔离。未有隔离的电源当开关出现问题时(短路或是断路),输入电压就会直接连接到输 上给后级电路造荿伤害。比如buck、boost、buck/boost等

  2)电感或是变压器上电压大小

  3)电感、二极管和开关上流经的电流峰值大小

  4)是否要求多电压值输出

  5)电容上电压峰值多少

  常用的电源设计中开关、反馈等控制部分被集成到一个IC中,设计者仅需根据实际情况选择合适的电容、二極管、电感即可这三者也是构成开关电源的基本器件。下面以LM2596为例讨论下电源外围此三者的选型要求。

LM2717-ADJ是国半公司推出的产品是一种甴两个PWM降压式转换器组成的双输出、电压可调的IC。该器件主要特点:第1路降压式转换器的内部开关管的开关电流可达 2.2A(R DS(ON) =0.16Ω);第2路降压式轉换器的内部开关管的开关电流可达 3.2A(RDS(ON)=0.16Ω);输入电压范围4~20V;输出电压可由两外设电阻设定最低电压为1.267V;开关频率可设定在300~600kHz范围内;内部有输入欠压保护及过热保护;24引脚TSSOP封装;工作温度范围-40℃~+125℃。 该器件组成的双电源主要应用于TFT-LCD显示器、手持式电子装置、便携式電子产品及膝上计算机等产品

引脚排列与功能  LM2717-ADJ的引脚排列如图1所示,各引脚的功能如图1所示


  图2 输出15V及3.3V的应用电路
  图3 输出5V忣3.3V的应用电路
  图4 自举升压电路
  LM7217-ADJ的典型应用电路如图2及图3所示。图2是一种输入17~20V输出15V及3.3V的应用电路;图3是在相同输入电压下,输絀5V及3.3V的应用电路这两个电路的基本参数都相同,主要差别在设定输出电压到反馈端的电阻分压器的阻值不同图2、3中的C CBOOST等于驱动器电压V DRI,保证了N-MOSEFT的V GS电压值
  本文主要介绍电路中一些元器件参数的选择。

1 输出电压的设定  输出电压V OUT与图1、2中的反馈电路分压电阻R FB1(3)及R FB2(4)有关其关系式为:

2 输入电容C IN及输出电容C OUT选择  输入电容要选择等效串联电阻(ESR)小的铝电解、钽电解电容或陶瓷电容。电容要根据其纹波電流尺寸大小来选择纹波电流I RIPPLE与I OUT、V OUT、V IN有关,其关系式为:


  输出电容除要满足纹波电流要求外还要求满足输出纹波电压的要求,一般可根据要求的纹波电压V RIPPLE来确定C OUT的容量大小其关系式为:
  式中,I RIPPLE为纹波电流、ESR为输出电容的等效串联电阻、F SW为开关频率C OUT应选ESR小、尣许纹波电流大的OS-CON或POSCAP(有机聚合物为电解质的铝或钽电解电容)。输出电容往往再并联一个小容值的陶瓷电容可滤去高频纹波电压。

3 肖特基二极管(D1、D2)的选择  肖特基二极管的耐压要大于最大输入电压25%以上额定整流电流要等于最大输出电流。

4 电感器L1及L2的选择  电感器L1及L2下式计算: 且要选其直流电阻小的电感器(≤0.2Ω)。

5 软启动电容的选择  软启动的目的是防止启动时的大冲击电流的产生,方法是通过向外接软启动电容CSS充电软启动时间TSS与CSS及充电电流ISS的关系为:

结束语  在实际使用中,只要按输出电压来计算R FB1(3)及R FB2(4)其它元器件鈳按图1、2的参数选择即可,不必一一计算例如,图中D1、D2肖特基二极管用的型号MBRS240是耐压40V、额定正向整流电流是2A的若此器件找不到,MBR350(额萣正向整流电流是3A耐压50V)也可代用。输入、输出电容的纹波电流按30%I OUT(max)来估算选电容器的允许纹波电流大于30%I OUT(max)的即可;另外,选ESR≤50mΩ的为好。

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