电源设计在硬件工程中至关重要,尤其对于单片机、物联网设备和嵌入式系统而言,高效稳定的电源设计能确保系统的可靠运行。以下是一些关键的知识点:
1. 反激式电源中的铁氧体磁放大器:在双路输出反激式电源设计中,如需在12V和5V输出端同时实现±5%的电压调节,当12V输出进入零负载状态时,线性稳压器可能不是一个理想的解决方案,因为成本高且效率低。铁氧体磁放大器可以作为替代方案,尤其在12V输出端。铁氧体磁放大器的控制电路不同于传统的高磁导率材料,它能通过D1和Q1吸收电流,保持输出稳定。这种设计能降低成本,同时在低至1W的输入功率下仍保持12V输出的电压调节。
2. 消弧电路的过流保护:在5V 2A和12V 3A的反激式电源设计中,当12V输出端负载极轻时,需要提供过功率保护(OPP)。传统的解决方案,如检测电阻和保险丝,可能会降低交叉稳压性能。利用现有的消弧电路,可以同时实现OVP和OPP。通过R1和VR1形成的有源假负载,能在轻负载时保持12V电压调节,当5V输出端过载时,通过Q1触发OPP电路。
3. 有源并联稳压器:在多路输出反激式转换器中,通过有源并联稳压器可以解决因输出端负载变化引起的交叉稳压问题。例如,5V和3.3V输出端,当负载不平衡时,通过Q5、Q4和Q1的控制,可以自动调整电流,使得两个输出端保持稳定,即使在最坏的条件下,如3.3V满载而5V无负载。这种设计降低了成本和效率损失,并提供温度补偿。
4. StackFET在高压输入开关电源的应用:对于工业设备,如三相交流电驱动的辅助电源,需要能处理高压输入和宽电压波动。StackFET技术能有效降低功率损耗,提高效率,并确保在满载至无负载条件下的低功耗。
这些知识点涉及到电源设计的多个方面,包括磁放大器的选择、保护电路的设计、并联稳压策略以及高压电源的优化。理解和掌握这些技术对于硬件工程师来说是至关重要的,因为它们直接影响到产品的性能、效率和可靠性。