电源管理知识
硬件电路中,往往涉及到不同芯片的电源和供电,即电源管理方面的知识,下面进行详细介绍。
电压转换
此处电源管理中涉及到电压转换,下面详细介绍。
什么是降压变换器
降压变换器
=降压转换器
- 英文:Buck Converter
- 又称:
DC-to-DC power converter
=直流-直流转换器
step-down converter
Buck Chopper
=降压斩波器
- 作用:
- 降低电压的直流-直流转换器
- 输出(负载)端的电压会比输入(电源)端要低
- 但其输出电流会大于输入电流
- 降低电压的直流-直流转换器
- 所属种类:开关电源=switched-mode power supply=SMPS
为何要降低电压?
- 为了实现在外接电压输入比较大时,内部原器件也可以正常工作
- 背景:
- 电路板的输入电压比较高,比如12V,
- 电路板上的内部的原器件(比如USB,DRAM,CPU等)需要的工作电压是更低的,比如5V,3.3V,1.8V等等,
- 所以:
- 需要转换电压,内部原器件才能正常工作
- 且同时要尽量保持高的电压转换效率
- 否则不仅是能量转换效率低
- 而且损失的能量转换的热量导致电路板散热问题
- 背景:
降压举例
在智能音箱拆解总结 天猫精灵方糖BOM,期间所整理的信息:
- 外部输入电压较高:12V
- =电源插头的输出电压:12V
- =电源插头的输出电压:12V
- 电路板上各种芯片的工作电压比较低
- =关于芯片的工作电压Vcc比较低
- 主控SoC芯片 MTK MT8516:
1.15V
- Nand Flash存储芯片 Samsung K9F1G08U0F:
3.3V
(2.7V ~ 3.6V) - ADC芯片 TI ADC128D818:
3V ~ 5.5V
- 音频功放芯片 TI LMV1012:
2V ~ 5V
- 音频功放芯片 NXP TFA9895:
2.5V ~ 5.5V
- 主控SoC芯片 MTK MT8516:
- =关于芯片的工作电压Vcc比较低
- -》所以需要电源管理芯片去降低电压
- 输出合适的电流和电压
- 以便于电路板上芯片可以正常工作
- 输出合适的电流和电压
降压变换器 vs 线性稳压器
电压转换芯片常见有2类:
- LDO=
线性稳压器
- DC-DC Converter=
降压变换器
=直流-直流降压变换器
现在整理如下:
- 降压变换器:即能实现电压转换,同时又能保证高的转换效率
- 一般大于90%
- 与之对应的是:LDO=线性电压调节器
- 线性电压调节器 - 维基百科,自由的百科全书
- 线性电压调节器(英语:Linear regulator)
- 又称:
- 线性稳压器
- 线性调节器
- 是一种元件
- 作用:保持电压稳定
- 原理:
- 稳压器的电阻会因应负载及输入电压的变化,以达至输出电压稳定不变。其动作尤如一不停自动调节阻值的可变电阻,使之与负载得出的分压保持固定,而过程中因输出与输入电压差而多出的能量则以发热的形式消散掉
- 所以一般转换效率很低
- 比如:假若输出要求为2V,而压降电压同是2V,效率就是2V/(2V+2V)=50%左右
- 这样低的效率,在实际应用上多不为接受
- -》需要低压差稳压器(LDO)
- 又称: