如何更好的设计便携式电源

如何更好的设计便携式电源,第1张

  一: LDO选型和设计

  1: LDO 的重要技术指标:

  导通压降:

  定义为维持输出电压在标称值的100mV 范围内时,输入电压与输出电压的最小差值。这个指标直接反映出效率和电池寿命。

  静态电流/地电流(Iq or Ignd ): LDO在无负载工作时自身所需要的电流,直接反映出效率。

  工作电流: 调压器在满负载工作时,自身所需要的电流,直接反映出效率

  PSRR – Power Supply RejecTIon RaTIo电源干扰抑制率比:反映了电源的变化对该器件的性能指标的影响.也反映了电源输出产生的纹波反射到该器件的输入端的大小.有衰减输出纹波反馈到输入的作用.

  如何更好的设计便携式电源,第2张

  小写δ指电压的AC值: 从100Hz,1KHz, 10kHz,100kHz.

  2: LDO的选用和使用:

  I: 选用LDO的不同封装

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  根据最高环境温度和最大功耗选择LDO的封装含义如下:

  LDO 的最大功耗:

  Pmax=(Vin-Vout)x Iout+IqxVin(可以忽略)

  不同封装最大能耗散的功率:

  如何更好的设计便携式电源,第4张

  二者必须满足以下关系式:

  Pmax《Pd

  例如:Vin=4.2V,Vout=3.0V@200mA TPS79930DDC 封装为: TSOT-23 Iq=40uA

  工作于:Tj=1250C, Ta=700C, Rtherta=2000C/W

  Pmax=(4.2-3.0)x200mA+40uAx4.2V=240mW.

  PD = (TJ - TA)/ JA。=(125-70)/200=275mW.

  Pmax《Pd, 故可以选用此封装LDO

  下表所附是TI TPS79930 系列LDO的不同封装的热阻及该封装在不同环境下的最大功耗:

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  II: 选用LDO的输出电容

  此表反映了某系列LDO容许的输出电容ESR的大小在4Ω 到10mΩ:

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  过大过小ESR 输出电容可能导致LDO系统内相位余量不够而不稳定, 如下图所示:

  如何更好的设计便携式电源,第7张

  低的 ESR (50mOhm) 将零点移到高频。

  这样一来零点发生在0dB穿越频率之后,意味着PL,P1两个极点产生-180度总相移。

  系统不稳定。

  如何更好的设计便携式电源,第8张

  当然TI也有一系列LDO输出无须输出电容:TPS732XX,由于内部误差运算放大器的相位余量足够大,所以无须外加电容,除非输出电容的ESR和所有寄生电阻的乘积小于50nWF;另由于此类LDO内部集成了一电荷泵提供内部调整管的工作电源,其输入电压最低可以达1.7V.所以从1.8V直接降压到1.5V,1.2V ,在输出电流达250MA最低压差为40mV

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