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成功构建电源设计的三步骤

上网日期: 2014年12月03日 ?? 作者: Robert DeRobertis ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:低功耗蓝牙? 可穿戴? MEMS传感器? BLE控制器?

简介

现在,高性能电源系统已经有了长足进展,设计人员正在使用多个输入电压,驱动种类繁多应用的多路电压轨。由于确保PoL稳压器尽可能靠近负载的需求,设计人员需要在一个非常小的范围装满大量功率转换功能。与此同时,企业资源正趋于扩展到工程师期望的多任务地步,常常是由多面手,而不是电源专家来负责设计电源系统。因此,当今复杂的电源要求可能令设计人员非常头痛:如何利用不同资源为多样化的负载提供高性能电源,从而保证架构的所有部分都在其功率和散热范围内运行,同时还可优化效率和成本目标。

新的应用带来了进一步的挑战。例如,随着迁移到更便宜、更清洁、更高效能源的发电,以及政府推动的应用,企业正在寻找如何能够通过转向高压直流(HVDC)配电来满足立法和成本目标。这就需要有不同的方法为所使用的电子设备来设计电源系统。

在这篇文章中,我们探讨了问题、技术、方法、工具和构建模块,这些都可能有助于复杂电源系统项目的顺利完成。

老方法已经被系统需求超越

回首30年来,大多数系统的电源需求都采用集中式供电方式来提供。然而,电子技术的一个趋势是要求设备体积更小、更轻,而功能更加强大。通信设备的开发有助于实现互联网革命,这需要布满了服务器的数据中心。系统将变得更小,提供更高的性能,而其功率要求将变得越来越苛刻。

很明显,其他一些东西也需要发展——为电子器件供电的方式。大型集中式电源根本无法胜任为下一代产品供电的任务,因此,电源转换需要更靠近负载。能够用集中的盒子为设备供电的岁月已一去不复返了。

电源转换需要满足新负载的不同要求:一个电压不可能适合所有负载。现在的负载需要多路电压轨,要求满足严格的调整率的要求,而且需要快速的瞬态响应。因此,电源转换必须成为系统的一个组成部分,需要设计在设备的内部和外部。

随着器件需要更靠近负载点的推动而变得越来越小,我们已经看到热耗散密度随着时间推移而上涨的趋势。开发更小功率元件的推动力已经超出了相应的效率改善。多年来,诸如砖型电源的器件形成了电源系统的中坚,其功率密度正受到了限制。应当清楚的是,除了更有效率,功率元件还需要更加强于散热,并支持灵活的热管理。

第二页:功率元件设计方法有三个步骤

第三页:设计和开发工具


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