如何为你的高性能系统挑选合适的低压降稳压器
发表时间: 2024-04-19 23:43:47 作者: 斯诺克比赛直播在线
之中最容易使用的一种,而且由于这个原因,也最受系统模块设计工程师欢迎。但新一代的系统要求极为严格,因此只采用线性稳压技术的高性能系统会受到较多的制约,以致很难充分的发挥其性能。这个发展的新趋势带出以下几个问题:系统模块设计工程师构思新产品时能够得到哪一方面的技术上的支持?采用线性稳压技术的直流/直流功率转换系统有什么优缺点?是否比采用其他线路布局的功率转换系统优胜?技术上又有什么局限?若以同一应用作比较,哪一类的低压降
看起来这样一些问题好像格外的简单,其实问题的答案比我们想象复杂,因需要考虑的重要因素及技术参数非常多,加上有关因素的重要性经常被人忽略,因此系统模块设计工程师做出取舍时必须小心谨慎。由于新产品的供电要求越趋严格,电路板的面积也不断缩小,加上系统一定要保证能发挥最基本的性能,因此我们一定要为新产品挑选合适的低压降稳压器。好的低压降稳压器能解决很多应用上的问题;若稳压器的选择不当,整个设计根本就无法落实执行。
线性稳压器的输入功率并非完全能从输出端口输出,两者的相差都会转为热能耗散掉。功率耗散 (Pd) 能够准确的通过以下的公式粗略估算:
若要更精确计算功率耗散,我们一定要将 Vin * Iq 这个变项计算在内。功率耗散总额能够准确的通过以下公式计算出来:
若按照上述两条公式,再将 5 伏 (V) 电压调低至 1.5 伏 (静态电流为 300mA),那么线性稳压器耗散为热能的功率不会少于:
究竟这个功耗量应视为高还是低呢?有关这样的一个问题我们不可过早做出判断,我们一定要根据芯片封装以及电路板的类型与面积 (若采用表面贴装封装),找出这些变项与温度上升幅度之间的函数关系,从而计算 1.225W 的功率耗散究竟会令温度上升多少。这样我们才可作出一个较为全面的判断,确定 1.225W 的功率耗散是高还是低。系统模块设计工程师一般都喜欢采用最小巧的封装,但这类封装的热阻值非常高,因此散热能力也最差。
标准 SOT-23 及 SC-70 等小巧封装的 qJA 值介于 200度/W 与 400度/W 之间。体积不大不小的 SOT-223、TO-252 (DPAK) 及其它无掩蔽焊球 SMD 封装 (包括 PSOP 及 ETSSOP) 的 qJA 值则介于 50度/W 与 90度/W 之间。一般来说,只有较大的封装 (例如 TO-220 及 TO-263) 才有较理想的 qJA 值,其数值介于 40度/W 与 60度/W 之间。大致上,这是封装大小与温度上升幅度之间的变化规律,适用于除 LLP之外的所有封装。由于 LLP封装的内部结构较为特别,例如晶片以面向上、底朝下的方式置于金属面,而金属面则设于封装底部,并无任何掩蔽,因此这种超小型封装的热阻极低,甚至可媲美较大的封装,是目前唯一一种热阻值这样低的超小型封装。
上述数字对系统温度有什么影响?若功率耗散为 Pd = 1.225W,理论上 2.85mm x 3mm 的 SOT-23 封装的温度至少会上升 300度。6.6mm x 9.7mm 的 DPAK 封装的受热温度会比环境和温度高 80度,只有 10.4mm x 14.35mm 的 TO-263 封装或 2.9mm x 3.3mm 的 LLP 封装才有较小的温度升幅 (50度)。系统模块设计工程师若懂得如何明智的选择合适的线性稳压器封装,便可大致知道要不要改用开关稳压器。