天天看点

嵌入式硬件中,电源的设计1. 电源设计

1. 电源设计

1.1. LDO的旁路电容的选择

由于ESR的原因,根据LDO的规格书,ESR对LDO输出影响很大,尽量使用ESR值较大的电容如钽电容作为滤波电容。同样种类的电容,封装越大,ESR值越大。

1.2. 锂电池充电原理

锂离子电池的充电过程可以分为四个阶段:涓流充电(低压预充)、恒流充电、恒压充电以及充电终止。

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电池剩余电量估计

 4.20V----100% 

 3.95V----75% 

 3.85V----50% 

 3.73V----25% 

 3.50V----5% 

 2.75V----0%

1.3. 锂电池放电

电池放电C率:充放电倍率=充放电电流/额定容量;例如:额定容量为100Ah的电池用20A放电时,其放电倍率为0.2C。电池放电C率,1C,2C,0.2C是电池放电速率:表示放电快慢的一种量度。所用的容量1小时放电完毕,称为1C放电;5小时放电完毕,则称为1/5=0.2C放电。一般可以通过不同的放电电流来检测电池的容量。对于24AH电池来说,2c放电电流为48A,0.5C放电电流为12A。

1.4. 电压调节器

LDO主要参数:

电源抑制比:输入变化量与输出变化量之比。

压差:

静态电流

待机电流:带有使能开关的LDO,在开关关闭时候的电流

输出电流:

负载调整率:输入电压不变的条件下,负载发生变化时对输出电压的影响,即输出变化量与负载电流变化量之比

线性调整率:输入变化对输出的影响,即在负载一定的情况下,输出电压变化量和输入电压变化量之比。

功耗:

瞬态响应:负载电流突变时引起输出电压的最大变化。为了获得较好的瞬态响应,LCD要求有更宽的贷款,更大的输出容量和低esr值的电容.

SDI:模拟和混合信号串型数字接口

1.5. 电压基准

在模拟信号与数字信号相互转换的过程中,基准电压芯片起到举足轻重的作用,它为模拟信号的量化工作提供标准。

电压基准的主要参数:长期稳定性,之所以将这个参数排在最前面,是由于这是一个非常重要但却被很多人忽视的参数。通常以ppm/1000h为单位,即每1000小时基准源的输出变化多少,也就是老化性能。很多国产仪器仪表随着使用时间越来越长,精度变得越来越差,有很大一部分原因是由于基准源的老化性能不好。

温度系数,顾名思义指基准源输出随温度变化的指标。根据系统工作温度范围,为系统中的ADC、DAC选择适当温度系数的基准电压源非常重要。否则,随着温度的变化,ADC或DAC将达不到设计的性能指标。

初始精度,指上电时输出电压与标称电压之间的差值。由于基准源的初始电压是一个对外部条件(温度、输入电压等)不太敏感的定值,所以比较容易进行校准。与温度系数、老化指标相比,重要性略差一些。

噪声,基准源的噪声通常是随机噪声,但也可能包含闪烁噪声和其它寄生噪声源,在电路设计时需要注意基准源的噪声处理,防止基准源噪声对转化精度造成影响。

1.6. 电源完整性

1.7. 电源去耦

电阻电容电感模型,电感的DCR.

电感值影响纹波的大小,电感的DCR值影响效率,所以电感的DCR越小越好

从储能角度讲解去耦,从阻抗的方式计算去耦

结论:去耦电容网络设计的关键是要做好电容种类和数量的搭配,而不是提高总的电容量。盲目的增加电容量会造成电路上上电瞬间会有非常大的电流,导致系统不稳定

1.8. PDN系统的直流压降

铜皮的影响

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过孔的影响

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