目录

1.电源芯片输入、输出电容

1.1三大常用电容:

1.2 输入、输出电容实际模型

1.3 陶瓷电容材质的影响 ​编辑

1.4自举电容的作用:

 2.电源芯片电感选取基本标准

2.1电感分类

2.2 电感参数

2.3 电感温度相关参数

2.4 电感参数计算选型

 3.反馈电阻的选择

 4.COMP补偿

5.肖特基二极管


1.电源芯片输入、输出电容

1.1三大常用电容:

1.陶瓷电容:高频特性好,贵,未来会便宜; 2.钽电容:高频特性好,耐压差,稀有金    属,非未来趋势; 3.电解电容:高频特性差,耐压高,廉价;

                              

Capacitor Type

ESR

ESL

10uF/10V Ceramic

4 mΩ

1.25nH

100uF/10V Tantalum

46 mΩ

3nH

470uF/10V Electrolytic

100 mΩ

15nH

Package

Typical ESL (nH)

陶瓷电容

0603

0.8

0805

1.0

1206

1.2

1210

1.0

钽电容

0805

1.6

1206

2.2

1411

2.3

2412

2.8

电解电容

SMT

6.8

Thru-hole

>10

1.2 输入、输出电容实际模型

Resonant Frequency: 

 Capacitor Impedance below f0 :

Capacitor Impedance above f0:

Capacitor Impedance at f0:

 

1.3 陶瓷电容材质的影响 

 

陶瓷电容的材质可能会导致低温启动问题!

1.4自举电容的作用:

        自举电容,内部高端MOS需要得到高出电源芯片的VCC的电压,通过自举电路升压得到,比电源芯片VCC高的电压,否则,高端MOS无法驱动。 

        自举是指通过开关电源MOS管和电容组成的升压电路,通过电源对电容充电致其电压高于VCC。最简单的自举电路由一个电容构成,为了防止升高后的电压回灌到原始的输入电压,会加一个Diode.自举的好处在于利用电容两端电压不能突变的特性来升高电压。

以下图MPS型号电源芯片为例:

根据电容上电压不能突变的原理,BS最高可以获得多少电压?

 BS什么时候给C5充电?C5何时放电?C5上的电会不会耗尽?

请思考一下再往下看!!!

         在上端MOS未导通时BS给电容充电,在上端MOS导通,MOS管源级电压升高后,自动将Gate极电压升高,便可使MOS保持继续导通。自举电容在MOS管下管导通时,BS对自举电容充电;在上管导通时,自举电容放电.​

 2.电源芯片电感选取基本标准

 电感量(有偏差,随着温度变化而变化) 2.饱和电流,非标称的连续电流值,而是最大电流值!一般选取负载连续电流的120%-140%以上

 

2.1电感分类

无屏蔽电感

带磁屏蔽罩

Coating Resin

一体成型

外形

优点

便宜

屏蔽效果较好

成本比带屏蔽罩的便宜,屏蔽效果好

同体积下,电流参数大;温度曲线好,屏蔽效果好

缺点

屏蔽效果差

线圈匝数多,阻抗大

成本稍高,体积大

2.2 电感参数

英文标识

中文标识

定义

单位

Inductance

电感值

在100KHZ频率下所电感的感值

uH

DCR

直流阻抗

Isat

饱和电流

电感下降30%时的电流值

A

Irms

温升电流

温升增加40℃时的电流值

A

电感过小——输出纹波大 电感过大——动态响应不好, 电感太大,太小可能会改变DCDC的工作模式 电感饱和后,电流会急剧增加,使电感温度升高,同时会影响其它元件的寿命

 感值高 – 纹波电流小  纹波电流是决定磁芯损耗的要素. 减少功率电感损耗的重要参数不仅包括开关频率,还包括纹波电流。

2.3 电感温度相关参数

 

2.4 电感参数计算选型

(1)确认输出电流

(2)确认电感值: Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin) ,一般来说 △I取20%-30%的Iout

(3)根据Lmin选取L

(4)通过上面的公式计算△I,Imax , Imax=Iout+1/2 △I

(5)确认电感的饱和电流要大于Imax , 温升电流要大于Iout

Lmin=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin) 电感在上MOS打开过程中两端电压  △V≈Vin-Vout        =L △I/ △t  △t =1/f   *   Vout/Vin 即 Vin-Vout=  f*L*△I * Vin /Vout So!!! L=(Vin-Vout)*Vout/(△I*f*Vin)

 

​ 

Current limit,这个是流过电感上最大限定电流,输出电流持续加大,加大到一定程度时候,电感电流已经无法再继续加大.

        相同封装尺寸下的电感直流电阻值 (1) 感值越高 – 直流电阻越大 (2)感值越低 – 直流电阻越小 (3)感值相同,采取了屏蔽措施的电感- 直流电阻小 直流电阻是决定导线热损的关键因素,也是减小功率电感功耗的另一个要素。

 3.反馈电阻的选择

​​

 4.COMP补偿

COMP:COMPENSATION缩写,补偿 为何要补偿? 

(COMP)为误差放大器补偿脚。该脚与误差放大器反相输入端(VFB)之间应接入RC补偿网络,以改善误差放大器的性能。

一般是从芯片内部误差放大器的输出引出来,外部一般都需要加一个补偿电容.因为内部运放的反向输入端和补偿输出端之间需要接阻抗,结成负反馈形式,这个阻抗可以是C,也可以是RC,以及其它。如果是C,就是积分调节。如果是RC,就是比例积分调节。如果是其它,就是其它调节。主要作用是环路的稳定性,在频域范围内满足控制理论稳定性的要求,这样才能使电源稳定性好。在各种情况下都能稳定输出而不出现异常。

 本质: Vo变化引起Vfb变化; ---Vfb变化引起Io变化; -------Io变化引起Vcomp变化; 所以,当R2、R3固定后,调节COMP会有啥疗效?

5.肖特基二极管

 又叫,续流二极管: 续流,继续维持电感电流

压降一般情况下较大,损耗较高; 后被MOS替代,以获得更高效率。 

 

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