准备工作

下载和破解Altium Designer20
https://www.mr-wu.cn/altium-designer-20-ad20-full-crack-free-download/

下载立创EDA
https://lceda.cn/
立创EDA导入AD
https://jingyan.baidu.com/article/46650658d0f173f549e5f83b.html

电源设计基础

LDO

LDO即Low Dropout Regulaor，是一种低压差线性稳压器。这是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器，如78XX系列的芯片都要求输入电压要比输出电压至少高出2V~3V，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5V转3.3V，输入与输出之间的压差只有1.7v，显然这是不满足传统线性稳压器的工作条件的。针对这种情况，芯片制造商们才研发出了LDO类的电压转换芯片。
低压降（LDO）线性稳压器的成本低，噪音低，静态电流小，这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少，通常只需要一两个旁路电容。
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LDO工作原理

LDO内部基本都是由4大部件构成，分别是分压取样电路、基准电压、误差放大电路和晶体管调整电路。分压取样电路—-通过电阻R1和R2对输出电压进行采集，误差放大电路—-将采集的电压输入到比较器反向输入端，与正向输入端的基准电压（也就是期望输出的电压）进行比较，再将比较结果进行放大，晶体管调整电路—-把这个放大后的信号输出到晶体管的控制极（也就是PMOS管的栅极或者PNP型三极管的基极），从而这个放大后的信号（电流）就可以控制晶体管的导通电压了，这就是一个负反馈调节回路。晶体管输出电压就是输入电压减去导通电压，因此控制了导通电压就相当于控制了LDO的输出电压了。当输出电压与基准电压相差较大的时候，比较器输出信号变强，从而晶体管压降变小，输出电压变小，从而基准电压与输出电压变得更加接近。

性能指标

  • 输入输出压差：

对于LDO来说，输入电压是高于输出电压的，但是两者压差一般都是很小，LDO的输入电流几乎等于输出电流，因此压差越大，效率越低（本身吃掉了很多能量电流×晶体管压降），压差越小，LDO电压转换效率越高以及能量损耗越小。

  • 电源抑制比（PSRR）：

这个指标是反应输入纹波噪声的抑制作用，其数学公式是PSRR(dB)=20×log10[V(ripple_in)/V(ripple_out)]，式中，Vripple_in为输入电压纹波，Vripple_out为输出电压纹波。根据公式可知，PSRR越大，表明LDO对于纹波的抑制效果越好。

  • LDO稳压性能好，纹波小，静态电流小。输入输出电压接近的情况下可以达到极高的转换效率。

    选择LDO器件

    以下是选择LDO器件必须考虑的因素：

  • 输入电压范围：稳压器输入端可以输入的电压范围。

  • 输出电压：稳压器输出端的输出电压值。

  • 最大输出电流：稳压器输出端的最大输出电流值。

  • 线性调整率：稳压器输入变化对输出的影响，即在负载一定的情况下，输出电压变化量和输入电压变化量之比。线性调整率越小越好。

  • 负载调整率：是指在给定负载变化下的输出电压的变化，这里的负载变化通常是从无负载到满负载。负载调整率越小越好。

  • 电源纹波抑制比(PSRR)：表示稳压器抑制由输入电压造成的输出电压波动的能力。线性调整率只有在直流电时才需要考虑，但是电源抑制比必须在宽频率范围上考虑。PSRR是一个用来描述输出信号受电源影响的参量，PSRR越大，输出信号受到电源的影响越小。

  • 瞬态响应：表示负载电流突变时引起的输出电压的最大变化，它是输出电容及其等效串联电阻和旁路电容的函数。其中输出电容的作用是提高负载瞬态响应的能力，也起到了高频旁路的作用。

  • 静态电流：又叫接地电流，是通路元件的偏流和驱动电流的组合，通常保持尽可能低的水平。静态电流越大，稳压器的效率越低。

  • 最大耗散功率：为了确保LDO节点温度不至于过高而损坏，LDO都必须计算最大耗散功率。LDO的实际耗散功耗要小于最大耗散功率，否则可能损坏LDO芯片。

    IMG_3896.PNGIMG_3898.PNG开关电源

    主要学习了非隔离型DC-DC稳压器中的Buck、Boost、Buck-Boost三种

    分类

    DC/DC转换器一般由控制芯片，电杆线圈，二极管，三极管，电容构成。DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类：升压型DC/DC转换器（Boost）、降压型DC/DC转换器（Buck）以及升降压型DC/DC转换器（Buck-Boost）。

    DC/DC工作原理

    通过重复通断开关，把直流电压或电流转换成高频方波电压或电流，再经整流平滑变为直流电压输出。然后在输出端再通过积分滤波，又回到DC电源。由于产生AC电源，所以可以很轻松的进行升压跟降压。两次转换，必然会产生损耗，这就是大家都在努力研究的如何提高DC-DC效率的问题。
    可以看下这个视频：
    https://www.bilibili.com/video/BV1Jv411P7Qc?share_source=copy_web

    特点

    1、DCtoDC包括boost（升压）、buck（降压）、Boost/buck（升/降压）和反相结构，具有高效率、高输出电流、低静态电流等特点，随着集成度的提高，许多新型DC-DC转换器的外围电路仅需电感和滤波电容；但该类电源控制器的输出纹波和开关噪声较大、成本相对较高。

    选择

    DC/DC Converter（内部集成MOS管）：输出电流小于5A
    DC/DC Controller（不包含MOS管） ：输出电流大于5A