TC35I供电系统分析（主要分析储能电容的选择）

帅小伙 · 发表于 2014-4-1 11:29:27

TC35I供电系统分析
      不知不觉工作快一年了，在这一年里接触了不少的电路，有很多电路总是不能再所学的理论的基础上做出解释，比如滤波电容、储能电容、旁路电容、耦合电容的选择等等，也看了不少资料，不知为什么，总看不懂，自己不行乎？作者太水乎？最近无意间看了一篇清华大学彭涛、袁涛、谭涛三人写的《TC35i GSM模块的低纹波噪声供电设计》，很受启发，就有了此篇。
      先叙述一下TC35i对的电源的要求：TC35i模块通过ZIF接口的BATT和GND引脚供电，输入单一电压3.3~4.8V，典型值4.2V。模块平均电流消耗（典型值）为：关机模式50uA，休眠模式3mA，空闲模式（已连上网络）15mA，通话模式300mA，最大电流2A。TC35i模块每4.615ms有一个持续577us的信号发射脉冲，要求电源提供峰值典型值2A的电流。在手机模块启动连接登陆网络，或是进行数据传输和语音通话时，电流最大。峰值最大有可能到  3.5A。输入电源电压不能低于3.3V，否则手机模块将会自动关断，电压瞬间跌落不能超过 400mV。
      基于这种要求，供电电路设计如图1，GSM模块的理想供电电压是4.2V，所以此中采用LM1084这款LDO芯片降压，其基本功能结构如图2。电路中通过R1与R2的调整得到4.2V电压，当输入电压Vin短路时，1N4002起到保护作用，防止Cout中的大电流从Vout流入LM1084而导致损毁LDO芯片。着些都不是本文论述的重点，就写这么多，本文仅对Cout和Cin的选择做详细讨论，仅仅是个人观点，与大家探讨。

图1 TC35i供电电路

图2 LM1084基本功能结构图
      当TC35i模块所需电流突然变大（比如通话时），所需电流由Cout提供，随着时间的推移，Cout的电量越来越小，电压也愈来愈额小，还好有个强大的后盾LM1084，可以在Cout放电的同时做电量补充。这样有个好处，就是Cout为LM1084起到了一个缓冲作用，不至于直接受电流猛增的冲击，虽然LM1084在5A输出时压降只有1.3V的压降，但多层保护谁会拒绝呢。
      对于Cout容值的选择，这个要涉及到老工程师的经验问题，他们不需要计算，一选一个准。然而对于我这种初级菜鸟来说，还是先在理论上下点功夫，为以后拥有一选一个准儿的能力做好坚实的基础。
      由电容放点的公式I=Cdu/dt可知Cout越大越好啊，但是由公式τ=RC可以发现Cout的容值越大，充放电时间越久，也就是说电压恢复时间越久。然而这里的R就是负载TC35i模块的电阻大小了，他的值有多大，我也搞不清楚，我能想到的办法就是在供电的地方串联一个电流表，用欧姆定律计算，不知道这个法子理论上应该是可以的，但是电流表行不行就不清楚了，应该可以吧，谁有好的方法可以交流一下。言归正传，由以上两个条件的限制可以发现电容不能过大，也不能过小，到底要选多大，看来还的想前辈请教啊，但是不怕麻烦，一个一个的去试也可以办到。测试方法为：在LDO输出引脚上串联一个0.02Ω 2W的电阻，测量电阻两端压降。LDO的输出电容为3000uF。测得LDO输出的最大电流约 2.5A。
      对于Cin的选择，与Cout的选择道理一样，只是现在的负载是Cin后边的一对，而供电电路换成了5V/600mA的电源罢了，不在赘述，此完全是一家之言，抛准引玉希望大家各抒己见。

帅小伙 · 发表于 2014-4-1 11:40:18

看附件原文

wazhiyi · 发表于 2014-4-1 12:02:20

涨姿势了

fengyunyu · 发表于 2014-4-1 14:00:31

支持下原创。

帅小伙 · 发表于 2014-4-10 08:47:29

论文原文

ZHW0117 · 发表于 2014-4-10 08:51:56

支持下原创

sy_lixiang · 发表于 2014-4-10 09:11:13

一般手册中都会对这个电容进行描述的。。。

电容要选品质好的，容量大的电容，或是胆电容。。。电解1000uF以上吧~！

lianggui5 · 发表于 2014-9-27 11:18:22

楼主厉害！！

mculjf · 发表于 2014-10-10 15:51:24

MARK 一下

zky26 · 发表于 2014-10-10 16:02:59

········································

zky26 · 发表于 2014-10-10 16:03:38

支持~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

zky26 · 发表于 2014-10-10 16:04:03

1111111111111111111111

zky26 · 发表于 2014-10-10 16:04:26

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zky26 · 发表于 2014-10-10 16:04:47

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zky26 · 发表于 2014-10-10 16:05:16

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TC35I供电系统分析（主要分析储能电容的选择）

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