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从51初学者到电子工程师(6)

发布日期:[2007-6-27]    共阅[4067]次
    开关电源和线性电源的区别

  线性电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,效率低(35%左右),需要

加体积庞大的散热片,而且还需要同样也是大体积的工频变压器,当要制作多组电

压输出时变压器会更庞大。开关电源的调整管工作在饱和和截至状态,因而发热量

小,效率高(75%以上)而且省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面

会叠加较大的纹波(50mV at 5V output typical),在输出端并接稳压二极管可

以改善,另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰,也需要在电路中串连

磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷,它的纹波可以做的很小(5mV

以下)。对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳,对于电磁干扰和

电源纯净性有要求的地方(例如电容漏电检测)多选用线性电源。另外当电路中需

要作隔离的时候现在多数用DC-DC来做对隔离部分供电(DC-DC从其工作原理上来

说就是开关电源)。还有,开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦。

2.14  开关电源芯片

相对于线性稳压器来说,开关电源在计算机主板上、工控机主板和各种各样的电路

板上起着电压变换的作用。例如:将低电压,比如:电池转换成稳定的3.3V或者5V

,或者将高电压转化成DC5V、DC3.3V,或者将DC5V转换成3.3V和1.8V,例如,ARM

的电路板就需要这样的芯片,3.3V给ARM供电,1.8V给arm的core供电。以上
由于采用了开关电路,电源芯片的工作频率高,发热小,效率高。

同样的,还是芯片的巨头,MAXIM、LINEAR和TI等公司在电源转换芯片上是最为卓

越,无论从产品的种类,还是质量都是上佳的;

经常看电子产品世界和电子技术应用的网友一定对maxim的电源芯片印象巨深。五

花八门的电源芯片,让你无法选择到底选用那种是自己的所需要的。

在maxim的产品树中,对电源是这样分类的:

Power Supplies and Battery Management   
Switchmode DC-DC Power Supplies 408   
Isolated Power Supplies 22   
Low-Dropout Linear Regulators 75   
White LED Drivers 13   
Low-Side MOSFET Drivers 14   
High-Side MOSFET Drivers 6   
ORing MOSFET Controllers 2   
Battery Chargers 36   
Battery Protectors, Selectors and Monitors 17   
Regulator + Reset Circuits 4   
Current Sense Amplifiers 22   
LCD/ECB/CCFL Display Bias Supply 87   
ALSO SEE: Hot-Swap and Power Switching   
ALSO SEE: Voltage References   

我们经常使用到的是Switchmode DC-DC Power Supplies ,这里有分成n种。老树

比较熟悉的是step-down电源芯片,也就是所谓的从高电压下降到低的电压的芯片

;从低到高,当然是step-up电源芯片。

象philips的电动剃须刀,里面肯定有电源管理芯片,当电池电压下降,但是,电

池又有电的时候,能够输出恒定的电压,榨干电池内的最后一点电能,能够舒适地

使用一段很长的时间。

比如,你的电路板上只有DC24V电压,但是,还需要Dc5V/2A的电源,这么高的压降

,使用线性稳压器显然不合适,如果使用DC/DC模块,成本太高,体积也比较大,

所以,得选用一款芯片完成这个功能。

按照maxim给出的复杂的选择,根据你的要求,多选择几项,maxim会给出一个清单

,在清单中去选择你最适合你的需求的芯片。

老树原来使用过的完成此项功能的芯片是:MAX724、LT1076;这2款芯片需要1个

50uH的电感才能输出Dc5V电源;但是,这种开关电源芯片有个好处,就是输入只要

在它的允许的范围内波动,或者负载在变化,输出DC5V电源十分稳定。

电源的范围从Dc10V~DC40V,max724均能输出5A的DC5V电源。

Maxim724下载连接地址:

http://www.hqew.com/document/detail.asp?pdid=153160

LT1076下载链接地址:

http://www.hqew.com/document/detail.asp?pdid=157742

在ARM上使用的电源芯片是TI公司的TPS767D318。

下载链接:

http://www.hqew.com/document/detail.asp?pdid=122122

在沙老师的书中,也介绍了几款电源转换芯片,可供参考。

如果是作为隔离电压产生,例如:5V转换成隔离的5V,用在光耦、通讯等电路中,

去自己做隔离电路就有点划不来,不如去买现成的DC/DC模块。这点国产的模块做

的不错,象老树常用的Dc12V/DC5V500mA的模块,大约30元,质量还是不错的。


2.15 器件选购、芯片批号、封装知识等

在市场上买芯片,千万注意不要买到旧片、拆机片;旧片、拆机片有些凑合能用,

有些干脆不行;即使现在能用,寿命肯定有限;

旧的就是旧的,肯定瞒不过有心人;主要是从芯片的管脚的崭新程度、芯片印刷的

质量等仔细观察。

旧的芯片往往管脚参差不齐、搪锡发乌、包装的管子不够新;而且往往是芯片的表

面发白,那是因为被打磨过了,然后重新丝网印刷上厂家名称、批号等;

所以最好是买激光打标的器件,激光打标的产品肯定是新货,或者没有使用过的货

;而且买的时候需要注意,器件的批号最好是最近当年的或者是最近几个星期的产

品;总而言之,别花冤枉钱,还影响产品的质量。

同样的产品,不同厂家的质量也不一样。我比较喜欢的是美国TI、摩托罗拉MC、

MAXIM、LINEAR的产品;假的也少;

例如,max7219芯片上有一下标志:
MAXIM
MAX7219CNG
0323PY

MAXIM就是芯片的厂家;
MAX7219CNG是厂家的型号,CNG跟封装和7219这个系列产品的细微的差别有关;
03是指2003年;23是指该年的第23周;一年是52周,所以这个数字不会超出52;

激光打标是在芯片上形成一个暗色的与芯片表面有一个明显对比的标志;中关村的

大恒公司就有激光打标机的业务;但是未必是在芯片上打标;

有时,激光打标会产生类似暗黄色的标志,这跟激光器功率和芯片封装材料有关。
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