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DC/DC

開關式穩壓器的特性和評估方法

有關「電源IC數據表的解讀法」,繼「數據表的封面」、「方塊圖」、「絕對最大額定和建議工作條件」之後,本項接著說明「電氣特性的關鍵」。

總而言之,理解開關式穩壓器的特性和評估方法後接著讀解電源IC的數據表是非常重要的事。

・電氣特性的關鍵
數據表中必定會有顯示IC特性及其保證値之規格表。設計時雖然會使用此特性値,但可惜的是所有條件不可能皆顯示特性値。特性値在已決定之電源電壓、溫度等條件下有規定,例如Ta=25℃之値,而非Ta=25.1℃之値。當然,實際使用條件不可能剛好Ta=25℃,機器起動時雖然是室溫,不過時間一久機機箱內便會上升至50℃等例子不在少數。

總之,從規格表之數值可以理解其數值為何種條件、是否為最小値或最大値等保證値、是否為標準値(typ),進一步添加後使用。以下為規格表之参考例。紅色箭頭的地方規定了條件。在這些條件下可以保證記載之値,但是條件只要稍微不同便無法保證。此例中,溫度條件為Ta=25℃,溫度方面有時會提示所有運作溫度範圍之保證値。此時,當然就要參照所有溫度範圍之保證值。

8D_spec_1

◆規格表有顯示設計所不可欠缺的特性値

  • 注意保證値之條件(紅色箭頭)。利用圖表判斷是否參考近可能近似自己使用條件之條件値
  • 幾乎所有規格値皆為指定條件下一點之値,故有溫度或電源電壓等變動要件時必須以圖表確認
  • 規格値欄之最小/最大値為保證値。標準(Typ)非保證値。
  • 設計可以參考標準値,但必須進行最糟條件(最少/最大値)之驗證

其次,應該思考IC特性値和應用電路特性値之關係関係。必須理解的是,電源IC之規格値並非為直接使用該IC之電源特性値。

舉例來說,做為輸出電壓設定基準之FB端子電壓(有些廠商稱為參考電壓)基本上有規定並保證最大値和最小値。因此無庸置疑,當然是決定輸出電壓的重要特性値。

近來開關電源用IC雖然FB端子電壓大多具有±1%等之高精度,但可惜的是在連接分壓電阻後設定輸出電壓時(此運作模式規格)輸出精度無法保證±1%。簡言之,使用電阻値和FB引腳電壓公稱值所計算之輸出電壓只要有電阻和FB引腳電壓之容許差,除非偶然否則絕對不會如計算値所示。以下為使用±1%精度電阻而且FB引腳電壓精度±1%時輸出電壓之誤差例。

◆規格値並非等於電源特性(性能)之例

輸出電壓之精度包含如下
・FB電壓之誤差:±1%
・電阻之公差:精度(例±1%)+系列近似値之選擇(不一定為計算之電阻値)

8D_spec_2

8D_fb_vout

也就是說,如果打算製造輸出電壓精度±1%之電源時,若選擇FB引腳電壓精度±1%之電源IC,則輸出電壓精度±1%便無法保證。或許會有「如果以最糟情況來計算的話,標準値(typ)將會進入±1%」之意見,不過若要求嚴格保證時應該為「不可能」。

像這樣,規格値畢竟是IC的特性値,架構電路時雖然會有所呈現,但必須知道的是並非可以原封不動獲得該值或特性。

重點:

・電源設計之前必須先解讀電源IC數據表。

・IC之規格値和電源電路之特性値不會一致。

・所有特性並不會規格値化。

・圖表或波形有時會補足規格値沒有之特性,務必檢查。


開關調節器的特性及驗證方法