Cómo diseñar, cablear y seleccionar fuentes de alimentación de modo conmutado
La fuente de alimentación conmutada es un convertidor de potencia de alta eficiencia, con un valor teórico cercano al 100% y una amplia variedad de tipos. Según la estructura topológica, existen Boost, Buck, Boost Buck, Charge dump, etc. Según el método de control del interruptor, existen PWM y PFM; Según la categoría de tubos de conmutación, existen BJT, FET, IGBT, etc. Esta discusión se centra en los tipos Buck y Boost de control PWM comúnmente utilizados para la administración de energía de tarjetas de datos.
Los componentes principales de una fuente de alimentación conmutada incluyen: fuente de entrada, transistor de conmutación, inductor de almacenamiento de energía, circuito de control, diodo, carga y condensador de salida. En la actualidad, la gran mayoría de los fabricantes de semiconductores integran transistores de conmutación, circuitos de control y diodos en un circuito integrado de administración de energía de proceso CMOS/bipolar, lo que simplifica enormemente los circuitos externos.
Entre ellos, el inductor de almacenamiento de energía, como componente clave de la fuente de alimentación conmutada, desempeña un papel importante en el rendimiento de la fuente de alimentación y también es un objeto clave de atención y depuración para los ingenieros de diseño de productos. Con el desarrollo de dispositivos electrónicos de consumo como teléfonos móviles, PMP y tarjetas de datos, el tamaño se está moviendo hacia tendencias ligeras, delgadas, compactas y de moda, lo que está en contradicción con la mayor capacidad y el mayor tamaño de los inductores y condensadores necesarios para mayor rendimiento del producto. Por lo tanto, un tema importante que se discutirá en este artículo es cómo reducir el tamaño del inductor (área y altura de PCB ocupada) de la fuente de alimentación conmutada y al mismo tiempo garantizar el rendimiento del producto. Los diseñadores tendrán que hacer un equilibrio entre el rendimiento del circuito y los parámetros del inductor.
Todo tiene dos caras y las fuentes de alimentación conmutadas no son una excepción. Un mal diseño de PCB y cableado no solo reduce el rendimiento de la fuente de alimentación conmutada, sino que también fortalece EMC, EMI, conexión a tierra, etc. Otro tema importante que se discutirá en este artículo son las cuestiones a las que se debe prestar atención y los principios a seguir. seguir al diseñar y cablear fuentes de alimentación de modo conmutado.
Ciclo de trabajo de la fuente de alimentación de un interruptor D, valor de inductancia L, eficiencia η Derivación de fórmula
