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問題

如何調試開關電源電路

答案
 1: 電源電路的輸入輸出通過低阻值大功率電阻接到板內,這樣在不焊電阻的情況下可以在做到電源電路后先調試,避開后面電路的影響。
 
  2: 一般來說開關控制器是閉環系統,如果輸出惡化的情況超過了閉環可以控制的范圍,開關電源工作就會不正常,這種情況就需要認真檢查反饋和采樣電路。特別需要注意的是如果采用了大ESR值的輸出電容,會產生很多的電源紋波,這也會影響開關電源的工作的。
問題

如何為開關電源電路選擇合適的元器件和參數

答案
很多的未使用過開關電源設計的工程師會對它產生一定的畏懼心理,比如擔心開關電源的干擾問題、PCB layout問題、元器件的參數和類型選擇問題等。其實只要了解了,使用一個開關電源設計還是非常方便的。
 
  一個開關電源一般包含有開關電源控制器和輸出兩部分,有些控制器會將MOSFET集成到芯片中去,這樣使用就更簡單了,還簡化了PCB設計,但是設計的靈活性就減少了一些。
 
  開關控制器基本上就是一個閉環的反饋控制系統,一般都會有一個反饋輸出電壓的采樣電路以及反饋環的控制電路。因此這部分的設計在于保證精確的采樣電路、控制反饋深度,因為如果反饋環響應過慢的話,對瞬態響應能力是會有很多影響的。
 
  而輸出部分設計包含了輸出電容、輸出電感以及MOSFET等等,這些元件的選擇基本上要滿足一個性能和成本的平衡:高的開關頻率就可以使用小的電感值(意味著小的封裝和便宜的成本),但是較高的開關頻率會增加干擾和增大MOSFET的開關損耗,使效率降低;低的開關頻率帶來的結果則恰好相反。
 
  對于輸出電容的ESR和MOSFET的Rds_on參數選擇也是非常關鍵的:選擇小的ESR可以減小輸出紋波,但是電容成本就會增加(好的電容會貴嘛)。開關電源控制器驅動能力也是需要注意:過多的MOSFET是不能被很好驅動的。
 
  一般來說,開關電源控制器的供應商會提供具體的計算公式和使用方案供工程師借鑒。
問題

如何選擇合適的電源實現電路

答案

根據分析系統需求得出的具體技術指標,可以來選擇合適的電源實現電路了。一般弱電部分,包括了LDO(線性電源轉換器)、開關電源電容降壓轉換器和開關電源電感電容轉換器。相比之下,LDO設計最易實現、輸出紋波小,但缺點是效率有可能不高、發熱量大、可提供的電流相較開關電源不大等等。而開關電源電路設計靈活、效率高,但存在紋波大、實現比較復雜、調試比較煩瑣等缺點。

問題

如何來評估一個系統的電源需求

答案
對于一個實際的電子系統,要認真的分析它的電源需求。不僅僅是關心輸入電壓、輸出電壓和電流,還要仔細考慮總的功耗、電源實現的效率、電源部分對負載變化的瞬態響應能力、關鍵器件對電源波動的容忍范圍以及相應的允許的電源紋波,還有散熱問題等等。功耗和效率是密切相關的,效率高了,在負載功耗相同的情況下總功耗就少,對降低整個系統的功率預算就非常有利了(對比LDO和開關電源,開關電源的效率要高一些)。值得注意的是,評估效率不僅僅是看在滿負載的時候電源電路的效率,還要關注輕負載的時候效率水平。
 
  至于負載瞬態響應能力,對于一些高性能的CPU應用就會有嚴格的要求,因為當CPU突然開始運行繁重的任務時,需要的啟動電流是很大的,如果電源電路響應速度不夠,造成瞬間電壓下降過多,導致CPU運行出錯。
 
  一般來說,要求的電源實際值多為標稱值的±5%,所以可以據此計算出允許的電源紋波,當然要預留余量的。
 
  散熱問題對于那些大電流電源和LDO來說比較重要,通過計算也是可以評估是否合適的。
問題

無感電阻的選購

答案

選購總是要求最合適的,我們既然要的是無感,最注重的也是感抗了,還有產品的使用一致性和穩定性。同時,無感電阻作為負載時產生的大量的熱量,散熱好是重要的參數,如果產品對體積要求高,對繞線電阻這類體積大的則不適用。

問題

汽車繼電器——輸出參量

答案

繼電器輸出參量選用時應考慮以下參數: 觸點組數 觸點形式 觸點負載 觸點材料 電氣壽命、機械壽命

1、負載類型國內大多數繼電器負載能力,只標最大純阻性負載,這給用戶在選擇繼電器負載時,產 生二種誤解,導致選型失誤。誤解之一是:用戶實用的往往不是純阻負載,而是感性的、燈的、電機的或容性的負載,負載大小等同或接近于阻性負載;誤解之二是:負載可以從低電 平到額定負載,均能適應。應該指出,能可靠轉換10A阻性負載的繼電器,不可轉換10A的感 性負載,不一定能可靠轉換10mA的負載。因為不同性質負載條件下的電接觸失效機理是截然 不同的。 汽車系統電源采用的是直流,直流電壓沒有過零點,觸點開斷瞬間,即產生電弧,且由于外加電壓持續保持,只有電弧被拉長,不能自持而熄滅。電弧熱能會使觸點嚴重燒損,直 流電流總是朝一個方向流動,會引起觸點材料轉移加劇。 大多數汽車繼電器負載能力,只標稱阻性負載,但汽車繼電器實際使用的往往不是阻性負載,而是感性負載、燈負載、電機負載,因存在較高的沖擊電流,觸點穩態負載大小應根 據沖擊電流的大小降額使用。 應該強調,觸點故障是繼電器失效的主要原因。觸點在不同負載類型、不同負載大小條件的電接觸特性、失效現象及失效機理是有差別的。

2、觸點材料 觸點材料是繼電器使用的最關鍵的材料,其性能高低決定繼電器的質量水平。

問題

光敏三極管——工作原理

答案

光敏三極管和普通三極管的結構相類似。不同之處是光敏三極管必須有一個對光敏感的PN結作為感光面,一般用集電結作為受光結,因此,光敏三極管實質上是一種相當于在基極和集電極之間接有光敏二極管的普通三極管。光敏三極管與普通半導體三極管一樣,是采用半導體制作工藝制成的具有NPN或PNP結構的半導體管。它在結構上與半導體三極管相似,它的引出電極通常只有兩個,也有三個的。為適應光電轉換的要求,它的基區面積做得較大,發射區面積做得較小,入射光主要被基區吸收。和光敏二極管一樣,管子的芯片被裝在帶有玻璃透鏡金屬管殼內,當光照射時,光線通過透鏡集中照射在芯片上。

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