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  源好比人體心血管系統(tǒng)，是系統(tǒng)能量的來源。在設(shè)計(jì)人員看來，電源設(shè)計(jì)很重要。一個(gè)理想的電壓源是這樣的：零紋波，電壓不隨負(fù)載、輸入電壓變化，效率100%。很顯然，因?yàn)殡娫醇軜?gòu)，器件特性的原因，理想電源是沒有的。這就對電路設(shè)計(jì)人員提出了要求。

  一個(gè)不合理的電源設(shè)計(jì)，帶來的可能是電路指標(biāo)性能的下降，更為嚴(yán)重的可能是系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性的降低。電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在原理上有遵循一些通用的規(guī)則，下面通過一個(gè)單元電路的電源系統(tǒng)來分析電源設(shè)計(jì)的一些注意事項(xiàng)。

  TPF632A是思瑞浦用于音頻信號處理的音頻驅(qū)動器，廣泛應(yīng)用在機(jī)頂盒，電視，音箱等產(chǎn)品中。

  圖1

  集成化的設(shè)計(jì)最大的簡單了電路結(jié)構(gòu)。PVDD為單電源輸入腳位，內(nèi)置電荷泵把系統(tǒng)單電源轉(zhuǎn)化為相應(yīng)負(fù)電壓。同時(shí)為電路供電。為運(yùn)放工作提供了最大化的動態(tài)范圍和輸出幅度。并內(nèi)置有防爆音(POP音)電路(UVP)。適合音頻信號的處理。

  如此高集成的芯片方案是否電源的設(shè)計(jì)，對于電源的設(shè)計(jì)考慮往往離不開以下幾點(diǎn):

  01，外圍器件選擇

  圖2

  電荷泵工作于開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)頻率約為330KHz。在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，有半個(gè)周期兩個(gè)管子導(dǎo)通，在另外半個(gè)周期內(nèi)，另外的兩個(gè)管子導(dǎo)通。對于電容容值的選擇，根據(jù)紋波，啟動電流等的考慮，已提供了最為合理的參考值。對于電容材質(zhì)的選擇，要求X5R以上等級。這也是對于DCDC電源變換器的一個(gè)常規(guī)要求。選擇不合理的材質(zhì)，可能引發(fā)的是在特定工作溫度條件下，電容容值大幅下降，開關(guān)電源工作性能下降或失效。

  圖3

  二、布板考慮

  布板的考慮，對于電荷泵三個(gè)電容的擺放需靠近芯片。盡 量不要使用過孔走線。這樣可以最短走線路徑，減小寄生 參數(shù)。一個(gè)快速開關(guān)變化的電流，可以在寄生的電感上造 成瞬時(shí)很大的電壓過沖或跌落。

  三、去耦電路

  對于 PVDD 腳供電，前級來源有可能是 LDO,也有可能是 DCDC 變換器的輸出電壓。電壓本身會攜帶高頻噪聲。對 于 DCDC 變換器這個(gè)問題更為嚴(yán)重。運(yùn)放的 PSRR,會在高 頻段速度下降。一個(gè)最優(yōu)化的考慮，可以在 PVDD 供電腳 引入 RC 或 LC 的去耦網(wǎng)絡(luò)。電路形式如下：

  圖4

  C1 電容推薦 1uF 或以上容值滿足電荷泵工作的需求。L1 位置，一個(gè)簡化的處理是放置電阻?？紤]芯片工作會汲取 mA 級的電流。過大的電阻值會造成過大的電壓降。建議 取值不要超過 10 歐姆。

  L1 位置更優(yōu)考慮可以放置磁珠。磁珠重要的參數(shù)是直流 阻抗 DCR，交流阻抗，額定電流。磁珠明顯優(yōu)勢在于直流 阻抗很低，交流呈現(xiàn)大阻抗。

  電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循一些通用的方法和原則：

  1. 布板需優(yōu)先考慮功率回路。區(qū)分功率路徑和信號路 徑，做好布線和地處理;

  2. 器件選型考慮各項(xiàng)重要參數(shù)，保證設(shè)計(jì)裕量;

  3. 高電壓大電流的系統(tǒng)會引入安規(guī)和 EMC 的要求;