hailing 发表于 2013-8-6 13:59:42

电源芯片扫盲贴，从一个角度教你选电源芯片

经常可以看到论坛上有人出来说78XX系列很烫，进去一看，10几V的压差，100mA以上的电流，在78XX上面的功耗就有1W以上，不烫才怪。
每个人都要一路跌跌撞撞的走过来，针对电源的选型我只说一点：效率。从效率可以帮你在选型上少走很多弯路。
为什么使用电源芯片：我们99.99%的应用都是电压源型的电源。使用电源芯片是因为输入电压和输出电压不同。输出电压是固定的，有5V,3.3V,1.8V等，根据系统自己来选择，但是输入电压不是确定的，有比输出高的，也有比输出低的。这时就需要使用电源芯片。
   效率：值得是实际输出的功率和输入功率之间的比值。效率越高，在芯片上的发热量越小，温升越小。这个电源芯片选择就是合理的。
   线性降压：简单，输出电压低于输入电压。输出电流小于输入电流。小于的部分就是芯片的静态电流。78XX和LM1117系列有5ma的静态电流。78LXX系列为2mA。HT75XX系列为1uA左右。还有部分LDO的静态电流随输出电流改变，比如NCP5500系列。具体看手册和测量，使用万用表和电阻既可以测出静态电流。
    开关电源：值得是DCDC电源，复杂些，输出电压可以小于，大于，等于（要等于的话需要使用sepic，反激等拓扑）。
回到效率上来说。
输入电压为VIN，电流为Iin,输出电压为Vout,电流为Iout，芯片消耗的电流为Iu。
效率=（Vout*Iout)/(Vin*Iin)
对于线性降压芯片来说
Iout+Iu=Iin；近似为Iout=Iin,效率=VOUT/VIN。芯片上的发热量为（Vin-Vout）*（Iout+Iu）
这个导致压差越大，输出电流越大的情况下芯片的发热量越大。
使用开关电源芯片时，Iin<Iout,效率就要具体测试了，注意看具体芯片手册，在不同的输出电流情况下效率是不同的，100mA以内往往效率并不高，1mA以内的话效率更是低。
以上不考虑低功耗的情况，低功耗的情况往往使用电池供电，静态电流越小越好，单片机在低功耗的时候电流只有uA级。这时LM1117之类的静态电流太大了，输出1mA的情况下效率很低。使用一般的开关电源芯片在这个输出电流下效率也很低。使用HT75XX系列第静态功耗的芯片效率就高的多了。但是压差一旦大的话就要注意了，有时还是时有超低静态功耗的DCDC芯片。有看到过最低到20uA左右的DCDC芯片。这个时候需要对比下效率，是使用HT75XX系列的LDO还是低静态功耗的DCDC。
TI有一款是集成DCDC和低静态功耗的LDO的产品，就是基于输出电流小的情况下还是使用LDO效率高，但是输出电流达到一定电流时为DCDC效率高。
说说HT75XX。这个是一个很有特点的LDO ，价格便宜量又足。它成功的特点为内部什么保护也没有，就是一个恒流源组成电压基准和比较器。没有温度保护等额外消耗电流的电路。其恒流源的特点，静态功耗不会随输出电流增加而增加，反观其他LDO ，不少LDO静态功耗10uA以上，而且静态电流随输出电流增加而增加。

eleqian 发表于 2013-8-6 16:22:10

sf。正需要做个低功耗小电流输出的DCDC给单片机用，输入电压最低1V以下，输出3.3V。由于最高输入电压可能到10多V，没找到合适的芯片，现在用三极管搭个sepic效率也才60%左右，不知道更好的方法是？

气球 发表于 2013-8-6 17:09:52

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song77 发表于 2013-8-6 17:18:48

学习了，多谢

hailing 发表于 2013-8-6 17:23:46

eleqian 发表于 2013-8-6 16:22 static/image/common/back.gif
sf。正需要做个低功耗小电流输出的DCDC给单片机用，输入电压最低1V以下，输出3.3V。由于最高输入电压可能到 ...

你的输出电流有多大？电流的大小也决定了效率，你要是1mA输出效率能做到60%已经相当相当高了。你要升降压，又要效率，和低功耗。SEPIC是首选了。最低1V以下也决定了你只能使用三极管。1V以下的DCDC我还没看到过，基本上芯片不能工作在这么低的电压，除非你有其他的电源供芯片先工作。

eleqian 发表于 2013-8-6 18:06:57

hailing 发表于 2013-8-6 17:23 static/image/common/back.gif
你的输出电流有多大？电流的大小也决定了效率，你要是1mA输出效率能做到60%已经相当相当高了。你要升降压 ...

确实预计输出电流只需要几mA。这种小电流场合是不是电感大些更好？我试过200uH比100uH时效率高。低于1V的DCDC芯片倒是有，但我找到的最高输入电压都只有几伏。

rifjft 发表于 2013-8-6 18:15:02

换1Ｖ以内的单片机，用降压就行了

hailing 发表于 2013-8-6 20:27:03

eleqian 发表于 2013-8-6 18:06 static/image/common/back.gif
确实预计输出电流只需要几mA。这种小电流场合是不是电感大些更好？我试过200uH比100uH时效率高。低于1V的 ...

开关频率低些，电感大些。另外不知道你的三极管搭的电路反馈设计中，三极管是一直在开关还是输出电压达到后会停止开关，后者功耗会更低些。

eleqian 发表于 2013-8-6 20:56:16

hailing 发表于 2013-8-6 20:27 static/image/common/back.gif
开关频率低些，电感大些。另外不知道你的三极管搭的电路反馈设计中，三极管是一直在开关还是输出电压达到 ...

现在有反馈，输出电压超过3.3V时会关断三极管。这样说来我基本思路是对的，谢谢指点:)

eleqian 发表于 2013-8-6 20:57:30

rifjft 发表于 2013-8-6 18:15 static/image/common/back.gif
换1Ｖ以内的单片机，用降压就行了

1V以下的单片机不好找吧，现在用430功耗低

angleqq 发表于 2013-8-9 09:16:52

不错，值得学习
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