嵌入式系统电源芯片选型与应用(4)

⑦ 对于电池供电的系统，静态电流和效率是需要重点关注的参数，因为这直接关系到电池的使用寿命。静态电流是与负载电流大小几乎无关的消耗，越小越好。效率是能够转为有效利用能量多少的量度，同样容量大小的电池，电源的效率越高，静态电流越小，电池的使用时间就越长。

⑧ 输出电流大时应采用降压式 DC-DC变换器。便携式电子产品大部分工作电流在300 mA以下，并且大部分采用AA镍镉、镍氢电池，若采用 1～2节电池，升压到3.3 V或5 V并要求输出500 mA以上电流时，电池寿命不长或两次充电间隔时间太短，使用不便。这时采用降压式DC-DC变换器，其效率与升压式差不多，但电池充电间隔时间要长得多。

⑨ 需要负电源时尽量采用电荷泵。便携式仪器中往往需要负电源，由于所需电流不大，采用电荷泵组成电压反转电路最为简单，若要求噪声小或要求输出稳压时，可采用带 LDO线性稳压器的电荷泵芯片。如MAX1720，可以输出50 mA的电流，关断电流只有0.4 μA，输出负压的绝对值小于输入电压，在此范围内可以外加分压电阻进行调节。MAX868输出电流为30 mA，0.1 μA关断电流，30 μA静态电流，具有可调的输出范围（0~2Vin），具有电源关断控制引脚和450 kHz的开关频率。

⑩ 特别要注意LDO和Buck（或StepDown）型的特性。DC-DC只能降压（相对输入电压）输出，尽管有的芯片手册中给出的输出范围很宽。芯片手册中标定的输出电压范围很多都是针对芯片的输入电压范围的，即针对一个较小的电压范围，输出是达不到给定的输出的，只可能比输入电压低，不可能超过输入电压的。如Linear Technology的降压型的 DC-DC转换器LTC3417,手册中在DESCRIPTION一节给出的是每一路输出为从0.8～5 V可调[3]，但根据降压转换器的原理可知，输出与输入是密切相关的，并且只能比输入电压低。如果输入为2?5～4?2 V，输出不可能会高于4.2 V，这一点要特别注意。一样的情形也会在线性稳压器中出现，特别是输出可调的线性稳压器，特别容易忽视的一点是，无论怎么可调，输出肯定比输入低一个压差（Dropout Voltage），对于初学者特别容易犯这样的错误，应该引起高度重视。

从电路设计的复杂程度来说，LDO的设计最简单，电荷泵次之，电感式DC-DC最为复杂。一般来说，LDO（固定输出版本）的设计只需要外接2个陶瓷电容器即可；电荷泵一般需要3～4个电容；电感式DC-DC的设计需要计算电感值、分压电阻值、输入输出电容的值等，需要的外围元器件最多，为PCB布局、走线、焊接、调试增加了难度。

方便进行电源管理。为满足便携式系统节能的要求，在为便携式系统选择电源芯片时注重选择具有关断控制管脚的芯片。这里需要采取分区供电的方式，在不需要使用这些某些外设时，方便把该部分外设的电源关掉，从而达到节能的目的。

结语

电源的设计优劣关乎系统设计的成败，对于电子系统的设计者来说，应该引起足够重视。也许当你发现辛辛苦苦设计的系统仅仅是由于电源问题而无法正常工作的时候，才会真正意识到电源设计的重要作用。需要指出的是，电源的很多指标是不可能同时兼顾的，往往需要在效率、噪声性能、纹波、成本等方面进行折中考虑。此外，为简化计算，很多电源厂商的网站上都有在线设计工具，输入相应的指标就可计算出相关元器件的参数取值，这样可以提高设计效率。但是，这并不意味这样就不需要仔细看芯片手册了，工具不是万能的，某些需要的电源工作模式在工具设计中不一定可以体现出来，这就需要仔细研读芯片手册，在读懂的基础上灵活应用。