tag 标签: 电路设计

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  • 热度 1
    2024-2-21 18:15
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    设计一个DC-DC电路涉及到电子工程中的多个专业领域,包括电力电子、模拟电路和数字控制等。 1. 确定规格和参数 输入电压范围 :明确电路可接受的输入电压范围。 输出电压和电流 :确定电路需要提供的输出电压和最大输出电流。 效率要求 :设定转换器的效率目标,例如85%或更高。 尺寸和重量限制 :如果电路需要用于特定空间,需要考虑尺寸和重量限制。 工作环境 :考虑电路工作的温度范围、湿度和振动等环境因素。 2. 选择拓扑结构 升压(Boost) :适用于将低电压升高到较高电压的场合。 降压(Buck) :适用于将高电压降低到较低电压的场合。 升降压(Buck-Boost) :适用于输入电压范围宽,且输出电压可能高于或低于输入电压的场合。 丘克(Cuk) :适用于需要高度隔离和精确控制的场合。 3. 选择和控制元件 开关 :选择适当的开关器件,如MOSFET或IGBT,根据电流和电压的规格。 二极管 :选择适合电路需求的整流二极管或肖特基二极管。 电感 :根据电路的需求选择合适的电感值,以平滑电流。 电容 :选择适当类型的电容器,如陶瓷电容、电解电容或钽电容,以满足滤波和稳定电压的需求。 控制器 :选择或设计一个合适的控制器,可以是模拟控制器或数字控制器,用于管理开关的通断,从而控制输出电压和电流。 4. 设计电路 绘制电路图 :使用电路设计软件(如CAD)绘制详细的电路图,包括元件的连接方式和参数设置。 参数计算 :根据所选的拓扑结构和元件,进行参数计算,如开关频率、占空比、电感电容的值等。 热设计 :确保电路在最大负载和最高工作环境下能够正常工作,不会过热。 5. 仿真和验证 电路仿真 :使用电路仿真软件(如PSPICE、LTspice等)对电路进行仿真,验证其性能是否符合规格和要求。 控制算法验证 :对控制算法进行仿真,确保其能够有效地管理开关的通断,从而控制输出电压和电流。 6. 制作原型和测试 制作原型 :根据电路图制作原型,选择合适的材料和工艺。 实际测试 :对原型进行实际测试,包括在不同输入电压、负载和工作环境下的性能测试。 调试和优化 :根据测试结果进行调试和优化,提高电路的性能和可靠性。 7. 可靠性和耐久性测试 长期运行测试 :对电路进行长时间的运行测试,以确保其具有良好的稳定性和耐久性。 环境适应性测试 :在不同的环境条件下测试电路的性能,以确保其能够在各种环境下正常工作。 8. 文档和报告 设计文档 :编写详细的设计文档,包括电路图、参数计算、仿真结果和实际测试结果等。 用户手册 :编写用户手册,介绍电路的使用方法、注意事项和维护要求等。 这只是一个简化的设计流程概述,实际的DC-DC电路设计过程可能更加复杂和繁琐,需要综合考虑多个因素,并进行多次迭代和优化。因此,设计DC-DC电路需要具备扎实的电子工程基础和丰富的实践经验。
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    2023-9-5 21:49
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    金升阳 | 输入冲击电流抑制电路设计 设计出合适的输入冲击电流抑制电路,可以有效的避免设备接通瞬间前端设备触发保护而停止工作,从而提高系统的可靠性。 · 引言 在开关电源的输入端存在容量较大的电容,由于电容两端电压不能突变的特性,设备接通瞬间电容相当于短路,这就导致开关电源输入回路在接通瞬间有很大的冲击电流,当输入冲击电流过大时,可能触发前端供电设备的过流保护或前端空气开关、断路器等跳闸保护。因此设计出合适的输入冲击电流抑制电路,可以有效的避免设备接通瞬间前端设备触发保护而停止工作,从而提高系统的可靠性。 关键词: 输入冲击电流、电源、可靠性、电路对比 常 见 方 式 常见输入冲击电流抑制原理介绍: 一般是设备接通时在输入回路中接入一定阻抗R1,进行限流式输入冲击电流抑制,抑制的最大电流值为Is≈Vin/R1(Vin为输入端的电压),使其低于前端供电设备的过流保护值或前端空气开关、断路器等动作保护值,避免触发保护而影响系统的可靠性;设备接通后,开关电源的输入端电容电压达到Vin,此时撤销或减少输入回路中的阻抗R1,提高系统的效率。 以下介绍几种目前常见的输入冲击电流抑制电路方案及优劣分析: 方案 0 1 串入热敏电阻 该方案是在输入回路串入负温度系数热敏电阻,这种方式元器件数量少、原理简单、成本低。 工作原理分析: 设备接通前热敏电阻未流过电流,温度较低,阻值较大,设备接通瞬间相当于输入回路串入较大阻抗,能够 有效抑制输入冲击电流峰值 ;设备接通后,热敏电阻流过电流而发热,阻值减小,降低正常工作时的损耗。 优缺点分析: 方案 0 2 串入再并联水泥电阻 该方案是在方案一电路的基础上进行了改动,在负温度系数热敏电阻上并联一个水泥电阻,改善低温启机不良的问题。 工作原理分析: 低温时,热敏电阻NTC与水泥电阻R1并联,避免热敏电阻NTC在低温阻值过大导致电源限流而启机不良;高温时热敏电阻阻值下降,降低正常工作时的损耗。 优缺点分析: 方案 0 3 串入MOS管 该方案是在输入回路串入MOS管(需外加控制电路),利用MOS的可变电阻区进行电流抑制,适用小功率输入冲击电流抑制。 工作原理分析: 设备接通时输入回路中的MOS管通过控制电路控制进入可变电阻区, 利用可变电阻有效抑制输入冲击电流峰值 ;设备接通后,MOS管正常导通降低损耗。 优缺点分析: 以上三种方案中:方案一以及方案二均利用热敏电阻实现输入冲击电流抑制,在大电流下热敏电阻会存在一定的损耗,高温下失效且二次启机时需要热敏电阻冷却后才能恢复输入冲击电流抑制作用;而方案三利用MOS管可变电阻区实现输入冲击电流抑制,但适用抑制输入冲击电流范围窄。 而在针对以上温度失效以及抑制输入冲击电流范围窄问题有以下可行方案: 方案 0 4 串入冲击电流抑制电路 该方案是在输入回路串入冲击电流抑制电路,由mos管、水泥电阻及控制电路组成,可以有效地解决温度失效以及抑制输入冲击电流范围窄问题。 工作原理分析: 设备接通时输入回路中的MOS管TR1处于关闭状态,输入冲击电流通过水泥电阻R1有效抑制;设备接通后后端开关电源正常工作时,MOS管开通,水泥电阻被切出主功率回路,降低损耗。 优缺点分析: 总 结 输入冲击电流抑制电路方案汇总: 从以上四种常用电路方案的原理以及优缺点分析来看,方案一以及方案二元器件数量少、原理简单、成本低,对温度以及损耗要求不高的工况下可使用;方案三适用范围较窄,可使用在对温度要求高的小功率产品上;方案四成本较高,控制复杂,需要一定布板空间,但优势也很明显,具有损耗小,无温度失效,二次启机间隔时间短以及抑制输入冲击电流范围宽可调等优势。 金升阳已将方案四控制部分集成一个模块以方便客户使用,比如铁路电源适用的电流抑制模块FS-A(C)xxP(-N)系列。 金升阳持续响应市场趋势,始终如一,深耕电源技术创新,脚踏实地将民族工业品牌发扬光大,为客户提供更优质的产品,为国产电源崛起贡献力量。
  • 热度 3
    2023-8-27 22:42
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    输入冲击电流抑制电路设计 设计出合适的输入冲击电流抑制电路,可以有效的避免设备接通瞬间前端设备触发保护而停止工作,从而提高系统的可靠性。 · 引言 在开关电源的输入端存在容量较大的电容,由于电容两端电压不能突变的特性,设备接通瞬间电容相当于短路,这就导致开关电源输入回路在接通瞬间有很大的冲击电流,当输入冲击电流过大时,可能触发前端供电设备的过流保护或前端空气开关、断路器等跳闸保护。因此设计出合适的输入冲击电流抑制电路,可以有效的避免设备接通瞬间前端设备触发保护而停止工作,从而提高系统的可靠性。 关键词: 输入冲击电流、电源、可靠性、电路对比 常 见 方 式 常见输入冲击电流抑制原理介绍: 一般是设备接通时在输入回路中接入一定阻抗R1,进行限流式输入冲击电流抑制,抑制的最大电流值为Is≈Vin/R1(Vin为输入端的电压),使其低于前端供电设备的过流保护值或前端空气开关、断路器等动作保护值,避免触发保护而影响系统的可靠性;设备接通后,开关电源的输入端电容电压达到Vin,此时撤销或减少输入回路中的阻抗R1,提高系统的效率。 以下介绍几种目前常见的输入冲击电流抑制电路方案及优劣分析: 方案 0 1 串入热敏电阻 该方案是在输入回路串入负温度系数热敏电阻,这种方式元器件数量少、原理简单、成本低。 工作原理分析: 设备接通前热敏电阻未流过电流,温度较低,阻值较大,设备接通瞬间相当于输入回路串入较大阻抗,能够 有效抑制输入冲击电流峰值 ;设备接通后,热敏电阻流过电流而发热,阻值减小,降低正常工作时的损耗。 优缺点分析: 方案 0 2 串入再并联水泥电阻 该方案是在方案一电路的基础上进行了改动,在负温度系数热敏电阻上并联一个水泥电阻,改善低温启机不良的问题。 工作原理分析: 低温时,热敏电阻NTC与水泥电阻R1并联,避免热敏电阻NTC在低温阻值过大导致电源限流而启机不良;高温时热敏电阻阻值下降,降低正常工作时的损耗。 优缺点分析: 方案 0 3 串入MOS管 该方案是在输入回路串入MOS管(需外加控制电路),利用MOS的可变电阻区进行电流抑制,适用小功率输入冲击电流抑制。 工作原理分析: 设备接通时输入回路中的MOS管通过控制电路控制进入可变电阻区, 利用可变电阻有效抑制输入冲击电流峰值 ;设备接通后,MOS管正常导通降低损耗。 优缺点分析: 以上三种方案中:方案一以及方案二均利用热敏电阻实现输入冲击电流抑制,在大电流下热敏电阻会存在一定的损耗,高温下失效且二次启机时需要热敏电阻冷却后才能恢复输入冲击电流抑制作用;而方案三利用MOS管可变电阻区实现输入冲击电流抑制,但适用抑制输入冲击电流范围窄。 而在针对以上温度失效以及抑制输入冲击电流范围窄问题有以下可行方案: 方案 0 4 串入冲击电流抑制电路 该方案是在输入回路串入冲击电流抑制电路,由mos管、水泥电阻及控制电路组成,可以有效地解决温度失效以及抑制输入冲击电流范围窄问题。 工作原理分析: 设备接通时输入回路中的MOS管TR1处于关闭状态,输入冲击电流通过水泥电阻R1有效抑制;设备接通后后端开关电源正常工作时,MOS管开通,水泥电阻被切出主功率回路,降低损耗。 优缺点分析: 总 结 输入冲击电流抑制电路方案汇总: 从以上四种常用电路方案的原理以及优缺点分析来看,方案一以及方案二元器件数量少、原理简单、成本低,对温度以及损耗要求不高的工况下可使用;买电子元器件现货上唯样商城。方案三适用范围较窄,可使用在对温度要求高的小功率产品上;方案四成本较高,控制复杂,需要一定布板空间,但优势也很明显,具有损耗小,无温度失效,二次启机间隔时间短以及抑制输入冲击电流范围宽可调等优势。 金升阳已将方案四控制部分集成一个模块以方便客户使用,比如铁路电源适用的电流抑制模块FS-A(C)xxP(-N)系列。 金升阳持续响应市场趋势,始终如一,深耕电源技术创新,脚踏实地将民族工业品牌发扬光大,为客户提供更优质的产品,为国产电源崛起贡献力量。
  • 热度 7
    2023-8-12 10:14
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    旁路电容是电子设计中常用的电容器之一,主要用于过滤电源噪声和稳定电源电压。在实际应用中, 0.1uF 电容器是最常用的旁路电容值之一,那么为什么常用旁路电容是 0.1uF ,不是其他值?这个值是怎么来的?本文将深入探讨这个问题。 电源噪声过滤原理 在电子系统中,电源噪声是一种常见的问题,它会影响系统的性能和稳定性。电源噪声的产生主要是由于电源本身的波动和电子设备内部的干扰。旁路电容的作用就是通过对电源的滤波,减少电源噪声对电子系统的影响,提高系统的性能和稳定性。 在电路中,电容器是一种能够储存电荷的元件,具有良好的频率特性。当电流通过电容器时,电容器会将电流平滑地传递,并将高频的电源噪声滤掉。因此,通过在电路中加入合适的电容器,可以有效地减少电源噪声。 为什么常用的旁路电容是 0.1uF ? 在实际应用中,旁路电容的选择需要考虑多个因素,例如电源噪声频率、容值大小、 ESR 等。不同的电路设计可能需要不同的旁路电容值。但是, 0.1uF 电容器是最常用的旁路电容值之一。下面从容值大小、成本因素、实践证明等多个方面进行分析: 1 、容值大小 旁路电容的容值大小需要根据具体的电子系统来选择。容值太小会导致电源噪声滤波效果不好,容值太大则会影响系统的响应速度。在实际应用中,常用的旁路电容值范围通常在 0.1uF 到 10uF 之间。 0.1uF 的容值大小适中,能够在一定程度上过滤电源噪声,同时不会影响系统的响应速度。这使得它成为了很多电路设计中的标准值。 2 、成本因素 在实际应用中,成本是一个非常重要的因素。 0.1uF 电容器的成本较低,可以批量生产,并且常见于大多数电子元器件的规格中,因此成为了很多电路设计的选择。 3 、实践证明 在实际应用中, 0.1uF 的电容器已经被广泛地应用于各种电子系统中,并且经过了实践的验证。许多经验丰富的电子工程师也推荐使用 0.1uF 的旁路电容,因为它已经被证明是有效的。 此外,许多现代芯片的数据手册中也推荐使用 0.1uF 的旁路电容。例如, ATmega328P 单片机的数据手册中明确指出:“每个电源引脚都需要一个 0.1uF 的旁路电容器来过滤电源噪声”。这说明, 0.1uF 的旁路电容在实践中确实具有很好的效果。 0.1uF 电容的特性 除了容值大小适中、成本低廉、经过实践证明之外, 0.1uF 电容还有其他一些特性,使得它成为了电路设计中的理想选择。 1 、频率响应 0.1uF 的电容器具有非常良好的高频响应能力。在实际应用中,许多电源噪声的频率都在几百 KHz 以上, 0.1uF 的电容器能够非常有效地滤掉这些高频噪声,提高系统的稳定性和性能。 2 、 ESR ESR 是电容器内部电阻的缩写,它会影响电容器的滤波效果。 0.1uF 的电容器具有较低的 ESR ,可以提供更好的滤波效果。 3 、尺寸 在电路设计中,尺寸也是一个非常重要的因素。 0.1uF 的电容器通常非常小,可以轻松地安装在 PCB 板上,不会占用太多的空间。 结论 在电子设计中,旁路电容是一种非常常见的电子元件,用于过滤电源噪声和稳定电源电压。 0.1uF 的电容器是最常用的旁路电容值之一。它的容值大小适中,成本低廉,经过实践验证,并且具有良好的频率响应、 ESR 和尺寸等特性,使得它成为了电路设计中的理想选择。 当然,在不同的电路设计中,选择旁路电容的值还需要考虑其他因素,如系统工作频率、电源噪声频率、 ESR 等。在实际应用中,电子工程师需要根据具体的情况来选择旁路电容的值,以达到最佳的滤波效果和性能。 关注公众号“优特美尔商城”,获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯,欢迎留言讨论。
  • 热度 10
    2023-7-31 22:18
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    看之前小伙伴拆解过9块9包邮的USB hub,我手边有2个,正好也拆解对比下方案看看有什么不同。 左边黑色的,是大学时候从毕业摆摊学姐那边淘的,印象中是两块钱,右边这个,是自己工作后买的,好像是五块钱包邮。 先拆蓝色这个吧,一个上行端口,四个下行端口,分别位于四条边的正中间,上行端口位于一个角上,mini usb type-B接口,四个下行口试标准USB A口 刚开始以为是从中间这条缝隙扣开,试了好几次,都没开,最后发现是把蓝色盖子直接扣开就可以了。 取出来来个近照,除了连接器和几颗阻容,还有一个12MHz的晶体。 背面看下,就一个芯片,无其他器件布局,PCB上有好多锡珠残留。 放大看下芯片型号,FE1.1s 芯片方框图如下,只有一个TT,向下兼容USB1.1/1.2协议。这样就会导致多个口同时使用时,存在速率不够的问题。 小结一下:整个硬件设计,除了芯片外围电路设计,并没有ESD设计,USB接口独立供电设计,接口共模电感防护设计等,在实际使用过程中,可能会导致芯片击穿,USB接口供电电流不够等问题。 再来拆另外一款,先看下接口情况,一边是SD卡和TF卡插槽,还有换个拨码开关。 另外一边是3个USB A口 打开上盖后,接口连接器摆放很紧凑,除了阻容器件外,有2个12MHz晶体。 再来看背面,2颗芯片和周边阻容器件。 放大详细看下,竟然是一模一样的方案,还是FE1.1s,可见这是一个很常规的方案了。 再来看下另一个芯片,IT1336E,简直是一个够古老的型号了,去了ITE的逛网,此型号已经搜索不到了,去了几个常用芯片查询网站,也没有相关手册,只有万能的淘宝上能找到相关的卖家在售卖,估计是一个停产很久的型号了。功能呢,应该就是通过其中的一个下行USB接口转换为SD卡或者TF卡的插口,而那个拨码按键,就是切换2个卡槽使用的,因为只有一个USB下行接口,所以不能两种卡型同时使用。 以上,就是2款USB HUB的拆解对比,除了必要的外围器件,其余能省的都省了,如果使用条件稍微恶劣一点,估计就要出故障了。当然一分钱一分货,人家都做到这个价位了,还要啥自行车?你觉得呢?
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