設(shè)計(jì)多軌電源時(shí)需要注意那些問(wèn)題

緊迫的時(shí)間表有時(shí)會(huì)讓工程師忽略除了 VIN、 VOUT 和負(fù)載要求等以外的其他關(guān)鍵細(xì)節(jié)，將 PCB 應(yīng)用的電源設(shè)計(jì)放在事后再 添加。遺憾的是，后續(xù)生產(chǎn) PCB 時(shí)，之前忽略的這些細(xì)節(jié)會(huì)成為難以診斷的問(wèn)題。例如，在經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的調(diào)試過(guò)程后，設(shè)計(jì)人 員發(fā)現(xiàn)電路會(huì)隨機(jī)出現(xiàn)故障，比如，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)噪聲，導(dǎo)致隨機(jī)故障的來(lái)源則很難追查。

　　選擇繁多

　　對(duì)于特定的電源設(shè)計(jì)，可能有多種可行的解決方案。在下面的示例中，我們將介紹多種選擇，例如單芯片電源與多電壓軌集成電路（IC）。我們將評(píng)估成本和性能取舍。探討低壓差（LDO）穩(wěn)壓器與開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器（一般稱為降壓或升壓穩(wěn)壓器）之間的權(quán)衡考量。還將介紹混合方法（即 LDO 穩(wěn)壓器和降壓穩(wěn)壓器的混合與匹配），包括電壓輸入至輸出控制（VIOC）穩(wěn)壓器解決方案。在本文中，我們將分析開(kāi)關(guān)噪聲，以及在開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)無(wú)法充分濾波時(shí)，PCB 電路會(huì)受哪些影響。從總體設(shè)計(jì)角度來(lái)看，還需考慮成本、性能、實(shí)施和效率等因素。例如，如何根據(jù)給定的一個(gè)或多個(gè)電源實(shí)現(xiàn)多電源拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)？我們將藉此深入探討設(shè)計(jì)、IC 接口技術(shù)、電壓閾值電平，以及哪類穩(wěn)壓器噪聲會(huì)影響電路。我們將分析一些基本邏輯電平，例如 5 V、3.3 V、2.5 V 和 1.8 V 晶體管 - 晶體管邏輯 （TTL）、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS），及其各自的閾值要求。本文還會(huì)提及正發(fā)射極耦合邏輯（PECL）、低壓 PECL（LVPECL）和電流模式邏輯（CML）等先進(jìn)邏輯，但不會(huì)詳細(xì)介紹。這些都是超高速接口，對(duì)于它們來(lái)說(shuō)，低噪聲電平非常重要。設(shè)計(jì)人員需要知道如何避免信號(hào)擺幅引起的這些問(wèn)題。在電源設(shè)計(jì)中，成本和性能要求并存，所以設(shè)計(jì)人員必須仔細(xì)考慮邏輯電平和對(duì)干凈電源的要求。在公差和噪聲方面，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)可靠性并提供適當(dāng)裕量，也可以避免生產(chǎn)問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員需要了解與電源設(shè)計(jì)相關(guān)的權(quán)衡考量：哪些可實(shí)現(xiàn)？哪些可接受？如果設(shè)計(jì)達(dá)不到要求的性能，那么設(shè)計(jì)人員必須重新審視選項(xiàng)和成本，以滿足規(guī)格要求。例如，多軌器件（例如 ADP5054）可以在保持成本高效的同時(shí)提供所需的性能優(yōu)勢(shì)。