您的位置:電子發燒友網 > 電子技術應用 > 電源管理 > 開關電源 >
基于LDO的開關電源設計(2)
2011年10月21日 10:54 來源:本站整理 作者:秩名 我要評論(0)
目前市場上出售的開關電源中采用雙極性晶體管制成的開關頻率100kHz,用MOS-FET制成的開關頻率500kHz電源。開關電源的突出缺點是產生較強的EMI。EMI信號既具有很寬的頻率范圍,又有一定的幅度,經傳導和輻射會污染電磁環境,對通信設備和電子產品造成干擾。如果處理不當,開關電源本身就會變成一個干擾源。當用開關電源做為LDO的輸入VIN時要注意LDO電源抑制比和功耗。
電源抑制比 (PSRR,Power supply ripple rejection ratio)是反應LDO輸出對輸入紋波抑制能力的一個交流參數,一般輸出和輸入的頻率是一樣的,PSRR的值越大說明LDO的紋波能力越強,也就是說輸入對輸出的影響很小。盡管LDO的電源抑制比很強,但都是在一定頻率內的抑制很強,一般的在50KHz到200kHz的電源抑制比還是很差的如圖4為SGM2007的PSRR和頻率曲線,而這段頻率正是大多數開關電源的工作頻率,如果LDO的負載和輸入輸出電容匹配不好,很容易引起LDO振蕩。而造成整個LDO供電系統的不穩定。
目前市場上出售的開關電源大多數都是固定電壓輸出的,一般常用都是5V輸出的,而一般的LDO應用最多的是3.3V輸出的,在開關電源的輸出做為LDO的輸入時,就存在一個很大的壓差,為1.7V。如果LDO電流很大的話如200mA,那么芯片的溫度就會很高,功耗很大,長時間工作在高溫的情況下,會影響芯片的工作壽命。
低壓差線性穩壓器功耗主要是輸入電壓,輸出電壓以及輸出電流的函數。下列方程式可用來計算最惡劣情況下的功耗:
PD=(VINMAX-VOUTMIN)ILMAX。其中:PD = 最惡劣情況下的實際功耗,VINMAX = VIN 腳上的最大電壓,VOUTMIN=穩壓器輸出的最小電壓,ILMAX=最大(負載) 輸出電流。
最大允許功耗(PDMAX) 是最大環境溫度(*AX), 最大允許結溫(TJMAX) (+125℃) 和結點到空氣間熱阻(qJA) 的函數。對于安裝在典型雙層FR4 電解銅鍍層PCB板上的5引腳SOT-23封裝器件,其(qJA)約為250℃/Watt。
PDMAX=(*AX- TJMAX)/ qJA
VINMAX=3.0V+10%,VOUTMIN=2.7V-2.5%,ILOADMAX=40mA,TJMAX= +125℃,*AX = +55℃
實際功耗PD=26.7mW,最大允許功耗: PDMAX="280mW"。
結語
當開關電源做為低壓差線性穩壓器輸入時,一定要注意開關電源的紋波,開關頻率對LDO的影響,及LDO負載電容的匹配,不要超過最大功耗,以影響系統的穩定性。
本文導航
- 第 1 頁:基于LDO的開關電源設計(1)
- 第 2 頁:開關電源的主要缺點