电源应用指导.PDF

OnRich Power Application Guide 电源应用指南 电源的可靠性对于整个系统的性能起着至关重要的作用。在开发一个系统时，如果最后才设计 电源的话，往往会导致成本增加，可靠性下降。一开始就将电源集成在系统中来进行整体设计，就 能节约开支和时间，提高产品的质量。设计和选择电源时应认真考虑配电方案、布局、接地回路等， 以实现对负载端良好的供电，达到高电压调整精度、低噪音，同时避免系统中电路之间的干扰、振 荡以及过热等问题的出现。 下面将对电源的特性、正确的选择和使用等进行阐述。 一、系统中电源的设计和选择 1. 确定所用电源的规格 电源功率 电源输出电压，输出组数 电源尺寸 2. 使用标准模块 设计系统时，请尽可能使用市场上通用的电源模块。这样可缩短设计和开发的时间，提高 可靠性。 3. 尽量减少电源的输出组数 一般很容易买到现成的 1~4 输出端的电源，输出端更多的电源就很难找到，另外价格也贵。 4. 冷却方式 设计系统时，必须认真考虑散热问题。如果使用自然冷却，应该确保顶部和底部有足够的 通气孔，以形成冷却空气流。如果使用风扇冷却，应该确保空气流经过每个电源。在系统和电源共 用一个风扇的情况下，至少应该有 25% 以上的风量用于冷却电源。无论使用哪种冷却方式，都必 须通过测量电源的关键性发热元器件来验证冷却效率，而不能仅仅只是测量环境温度。电源中的这 些关键发热元器件通常包括开关器件，整流二极管，电解电容及其它发热元器件。 5. 布局 安排好电源的位置，尽可能地缩短输入和输出连线。系统中较长的 AC 馈线就像接收天线 一样，会增加 EMI ，而过长的输出馈线会降低电压调整精度，增加噪音。 6. 系统内的配电 DC/DC 变换器常用来给系统供电。除去+5 伏，系统内的各种电路板还需要±12 伏，±15 伏给运算放大器，A/D 或 D/A 变换器，显示器等供电。另外在用电池供电的情况下，用 DC/DC 变 换器将电池在较大范围内变动的，不太稳定的电压变换为所需要的经调整过的各种电压。典型的电 池电压一般为 12，24 或 48 伏。 二、电源的合理应用 1. 连接导线的规格 在选择电源时，除了考虑输出电压、电流外，还应重视负载连接导线的电阻。如图 1 所示 的是一个最简单的电源应用实例。一个带有4 安负载的5 伏输出电源，如果使用0.54 米长的 18#AWG 铜导线来连接，连接回路的总电阻就应为 19.2m Ω（9.6 m Ω×2 ）。在4A 的负载电流下，连线上就 产生了 76.8mV 的降压，为输出电压 5V 的 1.5%。如果电源自身的负载调整率为 0.1%，那么由于 连接导线的电阻，使负载调整率下降为 1.6%。为减小连线电阻所造成的这种影响，应该尽可能地 缩短电源输出端与负载间的距离，并增大连接导线的截面积。 1 http:// OnRich Power Application Guide 等效导线电阻 导线 图 1 简单负载及连线电阻 对于大的负载电流，应该在设计时就考虑到回路压降以及其对负载调整率的影响。同样， 也应该考虑印制板上大电流通路上的压降。 2. 接触电阻 当电源输出端与负载连接时，连线两端的良好接触很重要。在负载电流大的情况下，良好 的接触尤其重要。由于接触不良而引起的数 m Ω至十多 m Ω的接触电阻和太长或太细的不合适连 结线一样，会引起回路压降过大和负载调整率变差。因此接触点必须清洗，去除氧化层，大电流接 触点应焊结或缠绕。 在合适的连线和接触良好的情况下，一个调