1月30日举办了电源架构解决方案网络研讨会(12V/24V/48V输入篇)。在研讨会的问答环节中,我们收到了各位的诸多提问。现将这些问题及其解答分为三期陆续公开。若能为各位解决课题提供参考,我们将深感荣幸。
电源架构解决方案网络研讨会(12V/24V/48V输入篇)问答内容公开:第3场(共3场)
Q7、当电源IC输入侧出现高压振铃现象时,是否只需添加TVS二极管即可避免使用高耐压电源IC?请说明选型时注意的事项。
A7、采用TVS二极管配合大容量CIN电容,必要时辅以LC滤波器等方案,以防止高电压施加到电源IC 上,是一种常见的方法。
但需注意,即使采用30V/400W等级的TVS,过冲电压突破30V上限,升至40V左右的情况并不少见。
若预期的振铃为us级别的尖峰噪声,一般通过TVS与电容即可吸收。另一方面,来自电机或执行器的反向电动势,以及由较长电源线路引起的振荡,其周期较长(ms 级别,对 IC 来说几乎等同于直流),并且伴随一定能量,因此需要具备足够的钳位能力。
请根据预期电压及功率选配合适的TVS,并通过特性曲线充分评估实际电压上升范围。根据评估结果,可能需要选择更高规格的 TVS,或者提高电源 IC 的耐压等级。
在24V供电线路中,为应对过冲现象,采用XC9704/XC9705这类绝对最大额定值为40V但可承受46V·400ms尖峰电压的产品正日益普及;而在电机感应等电压升幅较大的情况下,选择XC9702、XC9711等60V工作电压的DC/DC转换器的情况也显著增加。
Q8、在使用多个DC/DC转换器时,IC之间或电源模块之间应保持多远的距离?请说明其设计思路。
A8、这个问题并没有绝对标准答案。
重要的是要充分考虑各电源的电流路径。例如,即使采用大面积的接地GND,也需要确认电流回路是否存在交叉,以及共用 VIN 的阻抗是否足够低。
反过来说,也可以通过一定的布线阻抗将电源分配到各个电源模块,并在其后紧邻的 CIN 处进行充分去耦与抑制,这种思路同样是有效的。请时常在脑海中描绘电流流动的状态进行思考。
P.35右下角所示,将 POL(Point of Load,负载点电源)配置在负载附近的结构是非常有效的。
该方案可实现CL与负载的最短连接,稳定基准GND,同时最小化电流回路。此外,干扰源VIN侧通过阻抗实现隔离,整体构成最优方案。
Q9、在电源IC的数据手册中通常会标注输入电容的推荐容量范围。如果为了防止瞬断现象而在输入端增加大容量电容,会带来哪些影响?
A9、一般情况下没有问题。因为输入阻抗更加稳定,反而是更有利的做法。
但需注意:例如当使用1000µF电解电容作为CIN时,如若数据手册推荐CIN为陶瓷电容,即使大容量电容能提升稳定性,也必须在IC附近配置陶瓷电容。这是为了满足ESR等工作所需条件。
Q10、在1秒周期内,40ms为高IOUT状态,其余时间为低IOUT状态,之后持续保持高IOUT的应用场景中,从EMI角度考虑,PWM与PWM/PFM哪种模式更合适?
A10、在高 IOUT 条件下,PWM 与 PWM/PFM 两种方式的 EMI 表现基本相同,因此选择 PWM/PFM类型没有问题。但若不重视轻载效率,或更关注噪声频率而非EMI水平时,则应选择PWM模式。
此外,若需通过控制工作模式应对,可选用如XC9289(5.5V 1.5A)或XC9711(60V 1A)这类通过MODE引脚可在F-PWM模式与PWM/PFM模式间切换的产品。
(问答结束)
如您有任何疑问,敬请联系本公司销售部门或以下咨询窗口。
关于特瑞仕半导体株式会社
特瑞仕半导体株式会社(总公司:东京、东证Prime: 6616)从 1995年设立以来,作为日本国内唯一的模拟电源IC的专业厂家,以「Powerfully Small」为产品制造追求的目标,提供增加客户产品的附加值的世界最小级的高效率模拟电源IC以及可以加快客户产品开发的电源设计方案。
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