扳级电源进阶学习和电源板卡设计

DCDC电源

电源厂家：

（1）TI、ADI、MPS；

（2）RICHTEK（台湾立锜）、Silergy（矽力杰）。

一、线性电源

线性电源的原理图设计：

线性电源芯片需要关注的参数有哪些？

（1）Vin（2）Vout（3）Io（4）压差（5）噪声（6）静态电流Iq。

压差的大小的范围：

线性电源的PCB设计：

（1）布局布线要求

（2）PCB板层分割

（适用于所有电源类的PCB设计）

分割方法一：

分割方法二：

分割方法三：

二、开关电源

2.1电容式开关电源（电荷泵）

原理：利用电容（飞跨电容）两端电压不能突变。

电容式开关电源的原理图设计：

Cfly一般选取数据手册推荐容值的2倍，电容耐压选取输入电压值的2倍以上；

输入输出电容可以并联一个0.1uF的电容，Cfly不用。

电容式开关电源的PCB设计：

2.2电感式开关电源

参数计算：

（1） 参数中的参数计算，利用厂商提供的工具：TI、MPS、ADI

TI、MPS的具体型号芯片有计算工具，没有计算工具的厂商利用TI的计算器计算。

（1）一般输入输出电容选用推荐值的2倍左右+0.1uF；

（2）自举电容、电感使用比推荐值大一些的，软启动电容可以骚味取大一些；

（3）反馈电阻用工具选用已有的电阻；

（4）前馈电容Cff数据手册有就用，没有就不用。

前馈电容可以改善输出电压的跌落/过充，计算公式为：

fs也可以示波器测SW管脚的波形，计算第三个峰和第四个峰之间的△T，转而计算fs。

（2）如何抑制振铃现象？

（3）如何计算RC吸收电路的参数？ 

适用电路及位置

第一步：用示波器测量芯片SW和GND之间的波形；

第二步：在SW引脚焊接一个1nF的电容，再次测量波形；

第三步：

根据公式计算 LP和Cp

那么RC吸收电路中的最小值为：

电阻的功率为：

第四步：RC吸收电路的PCB设计

（4）输入输出电容类型的选择：

BUCK电路的原理图设计：

BUCK芯片需要关注的参数有哪些？

（1）Vin（2）Vout（3）Io（4）Fsw（5）EN（6）VFB

BUCK电路中同步整流和非同步整流哪种效率高？

同步整流效率高

同步整流BUCK电路能不能并二极管？

可以并且提高同步整流效率（只能使用肖特基/快恢复二极管），不用二极管也可以。

降压和负压升降压：

如何将BUCK芯片改造为负压输出？

1、首先做出降压的原理图和PCB设计；

2、VIN不变，将原来的GND连接到一起作为VOUT，将原来的VOUT作为GND。

降压芯片改造为负压输出实际应用：

第一步：做出降压做出降压的原理图和PCB设计，例如12V—8V；

第二步：VIN不变，将原来的GND连接到一起作为VOUT-，将原来的VOUT作为GND。

 

为什么晶圆倒装的EMI比金线键合的要好？

因为金线键合在回路中会产生等效电感，而晶圆倒装在回路中的电感基本为0。

晶圆倒装的BUCK电路中的上升沿振铃和下降沿振铃分别是由什么导致的？

在I1回路中，电流是不断变化的di/dt比较大，会向外辐射电磁波，使得EMI比较差，而在I2回路中，由于电感的存在，会使得电流不会突变，所以在PCB设计中，要尽量将C2靠近引脚，减小I1的面积。

BUCK电路的PCB设计：

Flip-chip（晶圆倒装）、Wire Bond（金线键合）

降低辐射EMI的PCB设计：

同时FB走线不要与电感平行

BOOST电路的原理图设计：

BOOST芯片需要关注的参数有哪些？

（1）Vin（2）Vout（3）Io（4）Fsw（5）开关频率越高，电感量越小，效率一定范围内越高。

常用的boost芯片B628（SX1308、MT3608）、XL6019和（TPS55340、TPS40210、TPS61088、LM5122）

BOOST电路的PCB设计：

BUCK-BOOST升降压原理图设计：

BUCK-BOOST升降压PCB设计：

和BUCK和BOOST的PCB设计一样。

三，电源板卡项目

3.1、项目需求

（1）支持直流12V/2A输入；

（2）输出电压：

a、DCDC降压输出5V、3.3V，电流至少2A；

b、DCDC升压输出9V，电流至少500mA；

c、LDO降压输出5V、4V、3.3V、2.5V，1.8V电流至少100mA。

3.2、电源芯片选型

3.3、详细设计

3.1DCDC-BUCK电路设计

输入输出电容要考虑整个电源的输入输出电容的总体容值，不能只看一路。

MPS1584原理图设计：

（12V@2A转5V@3A）官网计算器给出的计算结果：

MPS1584PCB设计：

TPS54331

官网计算器给出的计算结果：

实际应用：

2、12V2A转3V3@2A

为什么要在自举电容处串联一个22Ω电阻？

防止信号的过冲和下冲。

 为什么需要在外部加一个自举二极管？

3.2DCDC_BOOST电路设计

ME2159

利用TI计算工具计算电感值

实际应用：

3.3LDO电路设计