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为您的电源选择最佳的工作频率是 一个复杂的权衡过程,其中包括尺寸、效 率以及成本。通常来说,低频率设计往往 是最为高效的,但是其尺寸最大且成本也 最高。虽然调高频率可以缩小尺寸并降低 成本,但会增加电路损耗。接下来,我们 使用一款简单的降压电源来描述这些权 衡过程。

 

电源设计经验谈(1~50)合集.pdf\

欢迎来到电源设计经验谈!随着现在对更高效、更低成本电源解决方案需求的强调,我们创建了该专栏,就各种电源管理课题提出一些对您有帮助的小技巧。该专栏面向各级设计工程师。无论您是从事电源业务多年还是刚刚步入电源领域,您都可以在这里找到一些极其有用的信息,以帮助您迎接下一个设计挑战为您的电源选择最佳的工作频率是一个复杂的权衡过程,其中包括尺寸、效率以及成本。通常来说,低频率设计往往是最为高效的,但是其尺寸最大且成本也最高。虽然调高频率可以缩小尺寸并降低成本,但会增加电路损耗。接下来,我们使用一款简单的降压电源来描述这些权衡过程。

我们以滤波器组件作为开始。这些组件占据了电源体积的大部分,同时滤波器的尺寸同工作频率成反比关系。另一方面,每一次开关转换都会伴有能量损耗;工作频率越高,开关损耗就越高,同时效率也就越低。其次,较高的频率运行通常意味着可以使用较小的组件值。因此,更高频率运行能够带来极大的成本节约。

 

的关系。频率为 100 kHz 时,电感占据了电源体积的大部分(深蓝色区域)。如果我们假设电感体积与其能量相关,那么其体积缩小将与频率成正比例关系。由于某种频率下电感的磁芯损耗会极大增高并限制尺寸的进一步缩小,因此在此情况下上述假设就不容乐观了。如果该设计使用陶瓷电容,那么输出电容体积(褐色区域)便会随频率缩小,即所需电容降低。另一方面,之所以通常会选用输入电容,是因为其具有纹波电流额定值。该额定值不会随频率而明显变化,因此其体积(黄色区域)往往可以保持恒定。另外,电源的半导体部分不会随频率而变化。这样,由于低频开关,无源器件会占据电源体积的大部分。当我们转到高工作频率时,半导体(即半导体体积,淡蓝色区域)开始占据较大的空间

比例。

电源设计经验谈(1~50)合集.pdf

 

图 1 显示的是降压电源频率与体积

 

作者介绍:

Robert Kollman 现任 TI 高级应用经理兼科技委员会的资深委员。他拥有在电源电子领域超过 30 年的工作经验,并为电源电子设计了从低功耗 (sub-watt)到超低功耗 (sub-megawatt) 的磁性元件,工作频率在兆赫兹范围内。Robert 毕业于得克萨斯 A&M 大学 (Texas A&MUniversity),获电子工程理学士学位,后又毕业于南卫理公会大学(Southern Methodist University),获电子工程硕士学位。

目录

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电源设计经验谈 1:为您的电源选择正确的工作频率 ......................................................................................... 5

电源设计经验谈 2:驾驭噪声电源 ........................................................................................................................ 6

电源设计经验谈 3:阻尼输入滤波器——第一部分............................................................................................. 8

电源设计经验谈 4:阻尼输入滤波器系列之第二部分 ....................................................................................... 10

电源设计经验谈 5:降压—升压电源设计中降压控制器的使用 ....................................................................... 11

电源设计经验谈 6:精确测量电源纹波 .............................................................................................................. 13

电源设计经验谈 7:高效驱动 LED 离线式照明 ............................................................................................... 14

电源设计经验谈 8:通过改变电源频率来降低 EMI 性能 ................................................................................ 16

电源设计经验谈 9:估算表面贴装半导体的温升 .............................................................................................. 18

电源设计经验谈 10:轻松估计负载瞬态响应 .................................................................................................... 20

电源设计经验谈 11:解决电源电路损耗问题 .................................................................................................... 21

电源设计经验谈 12:电源效率最大化 ................................................................................................................ 22

电源设计经验谈 13:小心别被电感磁芯损耗烫伤 ............................................................................................ 24

电源设计经验谈 14:SEPIC 转换器提供高效偏置电源 .................................................................................... 25

电源设计经验谈 15:低成本、高性能 LED 驱动器 ......................................................................................... 27

电源设计经验谈 16:缓冲正向转换器 ................................................................................................................ 29

电源设计经验谈 17:缓冲反向转换器 ................................................................................................................ 33

电源设计经验谈 18:您稳压器的输出电压精度或许并非如您所想的那样糟糕 ............................................. 35

电源设计经验谈 19:轻松创建多个负输出电压 ................................................................................................ 38

电源设计经验谈 20:注意那些意外谐振响应 .................................................................................................... 40

电源设计经验谈 21:请注意电容 RMS 纹波额定电流! ................................................................................ 42

电源设计经验谈 22:避免一些常见的误差放大器使用错误 ............................................................................. 44

电源设计经验谈 23:改善负载瞬态响应 ............................................................................................................ 46

电源设计经验谈 24:并-串联阻抗转换 ............................................................................................................... 47

电源设计经验谈 25:改善负载瞬态响应—第 2 部分 ...................................................................................... 50

电源设计经验谈 26:高频导体的电流分布 ........................................................................................................ 52

POWER TIP 27: PARALLELING POWER SUPPLIES USING THE DROOP METHOD ....................................................... 54

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电源设计经验谈 28:估算热插拔 MOSFET 的瞬态温升——第 1 部分 ......................................................... 56

电源设计经验谈 29:估算热插拔 MOSFET 的瞬态温升——第 2 部分 ......................................................... 57

电源设计经验谈 30:低压降压 IC 让简捷、经济的偏置电源成为现实 ......................................................... 59

电源设计经验谈 31:同步降压 MOSFET 电阻比的正确选择 ........................................................................ 61

电源设计经验谈 32:注意 SEPIC 耦合电感回路电流—第 1 部分 ................................................................. 62

电源设计经验谈 33:注意 SEPIC 耦合电感回路电流——第 2 部分 .............................................................. 64

电源设计经验谈 34:设计简易的隔离式偏压电源 ............................................................................................ 66

POWER TIP 35: MINIMIZE TRANSFORMER INTERWINDING CAPACITANCE ............................................................. 68

电源设计经验谈 36:使用高压 LED 提高灯泡效率 .......................................................................................... 71

电源设计经验谈 37:折中选择输入电容纹波电流的线压范围 ........................................................................ 73

电源设计经验谈 38:使用简易锁存电路保护电源 ............................................................................................. 75

电源设计经验谈 39:同步整流带来的不仅仅是高效率 .................................................................................... 77

电源设计经验谈 40:非隔离式电源的共模电流 ................................................................................................ 78

电源设计经验谈 41:DDR 内存电源 .................................................................................................................. 80

电源设计经验谈 42:可替代集成 MOSFET 的分立器件 .................................................................................. 82

电源设计经验谈 43:分立器件——一款可替代集成 MOSFET 驱动器的卓越解决方案 ............................... 84

电源设计经验谈 44:如何处理高 DI/DT 负载瞬态 .......................................................................................... 85

电源设计经验谈 45:如何处理高 DI/DT 负载瞬态(下) ...................................................................................... 87

电源设计经验谈 46:正确的同步降压 FET 时序 .............................................................................................. 90

电源设计经验谈 47:解决隔离式开关的传导性共模辐射问题 ........................................................................ 92

电源设计经验谈 48:解决隔离式开关的传导性共模辐射问题之第 2 部分 ................................................... 93

电源设计经验谈 49:多层陶瓷电容器常见小缺陷的规避方法 ........................................................................ 95

电源设计小贴士 50:铝电解电容器常见缺陷的规避方法 ................................................................................ 97

 

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一个人一无所有也可以给予别人七种东西:颜施,微笑处事;言施,说赞美安慰的话;心施,敞开心扉,对人和蔼;眼施,善意地看着他人;身施以行动帮助别人;座施,谦让座位;房施,有容人之心。

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