技术加油站∣我要稳稳的幸福(2)-电源设计中的开关稳压器特性和评估方法
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稳压能靠谱
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一日不见如隔三秋,ROHM君的这颗“技术之心”急迫地闪烁中,为您加油充电!
回顾之前,针对“电源IC技术规格的解读方法”,介绍了“技术规格的封面”、“框图”、“绝对最大额定和推荐工作条件”以及“电气特性的要点”,其中“电气特性的要点”在上一节课已经做了全面的分析和讲解。
技术加油站∣我要稳稳的幸福(1)-电源设计中的开关稳压器特性和评估方法
针对“电源IC技术规格的解读方法”,本节课ROHM君接着给大家说明“特性图表、波形的看图方法”。
无论哪方,理解开关稳压器的特性和评估方法之后,解读电源IC的技术规格是非常重要的事情。
首先,图表的看图方法。
技术规格除了规格值表外,也有刊载特性图。其理由在于规格值表的数值是指定条件中某一点值,且因无法得知幅度或倾向、对多个条件的变化等连续特性而加以补充。此外,规格值方面,有许多图表显示未规定的特性或电路的特性。这里要提及的不只是规格值表的数值,也提醒务必在检查图表并了解倾向或连续特性后再进行设计。关键要点在于图表可以说是设计不可或缺的。那么,接下来便以实际图表来具体说明。
下表是技术规格的部分规格值表。请观察ICC、工作时电路电流的参数。ICC通过“Ta=25℃”的温度条件和几项电压及电流条件而有了最大值500μA的保证。标准值为350μA,没有最小值的保证。由此表可知,“ICC为25℃则在350μA左右,不超过500μA。
在这里,如果要设计的设备工作温度范围为0℃~60℃,则为了设计,最好事先抑制增加或减少0℃或60℃时标准值或温度等变动的倾向。不过,从此表无法得知。
规格值表的温度条件设定中有时会显示所有工作温度范围条件,例如-40℃~+85℃范围条件的规格值。此时与25℃一点的数值不同,如果是上述设备的温度范围0℃~60℃,虽可以知道在其显示的保证值内,但无法更进一步则没有说明的必要。
此图表同样被记载于IC的技术规格,以曲线表示温度和ICC的关系。此外,更进一步显示2个规格值表没有的VIN相关条件。如果是刚才的0℃~60℃条件,即使VIN高时也可以读取到400μA±20μV左右。
此外,温度上升ICC会増加,VIN一高ICC会増加等倾向也可以读取。而且,这些在设计中将成为重要的信息。
ATTENTION!可从图表读取的数值或倾向并非保证值,而是标准特性。
虽然ICC即使超过80℃也不会有超过25℃最大值500μA的情况,不过此例中“或许如此,但不稳定保证”才是正确的理解。
下图表示效率和输出电流的关系。此图表在开关稳压器IC的技术规格中经常可以看见。然而,几乎所有情况规格值表都没有效率项目,当然,别说是最大/最小值,就连标准值也没有显示。也就是说,效率是并未被保证的特性。
虽然无法保证,但没有什么目标的话,就没有探讨的方法。另一个意义上,特指定条件或电路、部件等,以图表提示(大致上最佳的)特性作为一例。
由此图表可以想象本身电路负载电流可得到的效率,效率曲线也是选择电源IC时的重要检查点。
其次,波形的看图方法
技术规格除了图表外,有时也显示工作时的波形等。其主旨基本上与图表相同,目的在于提示规格值表中难以提示的特性。
此图表示的是示波器画面所显示的波形。纵向为电压而横向为时间轴。所表示的是开关节点的ON/OFF波形和输出呈现的纹波电压。
从输出电压波形可以读取纹波电压。仔细看的话,可以读取到如果开关波形H时纹波会上升,L时则下降。此外,也可知道纹波频率基本上也与开关频率相同,也即同步。
当然,这些也将成为标准特性。标准意义是指与本身电路相同节点的波形做比较,也可利用作为优化的比较对象。
另外需要注意的一点是图表或波形有时可补充规格值没有的特性,因此务必要检查一下。
— 可确认规格值表的补充某一点值的连续特性
— 可确认针对温度等变动条件的规格值变动
— 可提示规格值没有的特性(上例中的输出纹波和效率),也可利用作为最优化度的比较对象
— 图表的值非保证值,而是标准值
不可或缺的课后划重点:
电源设计有必要解读电源IC的技术规格。
图表或波形有时会补充规格值沒有的特性,务必检查。
规格值的数值为指定条件中某一点值由于不显示连续性变化,故须利用图表。
从图表或波形资料可读取的值基本上为标准值而非保证值。
两次关于电源IC技术规格的解读方法课程结束后,相信大家对于电源设计中的开关稳压器特性和评估方法有了进一步的了解。如果今天的课还没有尽兴,非常欢迎下次继续捧场,内容同样精彩,请拭目以待。
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