在電源設(shè)計中,我們?nèi)绾芜x擇電源模塊?選擇的前提是我們要了解各種電源,了解它們之間的區(qū)別,這樣才能正確的選擇電源模塊。
什么是模擬電源?
即變壓器供電是由鐵芯和線圈實現(xiàn)的。線圈的匝數(shù)決定了兩端的電壓比。鐵芯的作用是傳輸變化的磁場。主線圈產(chǎn)生頻率為50HZ(中國)的變化磁場。這種變化的磁場通過鐵芯傳遞到輔助線圈,在輔助線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓,于是變壓器實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換。
模擬電源的缺點(diǎn):
線圈和鐵芯本身就是導(dǎo)體,所以在電壓轉(zhuǎn)換過程中會因自感應(yīng)電流產(chǎn)生熱量(損耗),所以變壓器的效率很低,一般不超過35%。
變壓器在音頻設(shè)備功放中的應(yīng)用,要求變壓器提供更多的功率輸出,只能通過增加線圈匝數(shù)和鐵芯體積來實現(xiàn),這樣會加劇其損耗。所以大功率功放的變壓器必須做得非常大,這樣會導(dǎo)致體積龐大,發(fā)熱量大。
什么是開關(guān)電源?
在電流進(jìn)入變壓器之前,通過晶體管的開關(guān)作用,將50HZ的電流頻率提升到數(shù)萬HZ。在如此高的頻率下,磁場變化的頻率也達(dá)到數(shù)萬赫茲。然后,可以減少線圈匝數(shù)和磁芯體積,以獲得相同的電壓轉(zhuǎn)換比。由于線圈匝數(shù)和鐵芯體積的減少,損耗大大降低,一般開關(guān)電源效率達(dá)到90%,但體積可以做得很小,輸出穩(wěn)定。因此,開關(guān)電源有模擬電源。
開關(guān)電源的缺點(diǎn):
開關(guān)電源也有自己的缺點(diǎn),比如輸出電壓的紋波和開關(guān)噪聲,這些都是線性電源所沒有的。
開關(guān)電源在音頻設(shè)備中的應(yīng)用——功放:開關(guān)電源的描述已經(jīng)顯示了它的優(yōu)勢,所以即使是大功率功放,開關(guān)電源也可以做得非常精細(xì)小巧。
什么是數(shù)字電源?
模擬電源產(chǎn)品在簡單易用、需要很少參數(shù)變化的應(yīng)用中具有優(yōu)勢,因為其應(yīng)用的針對性可以通過硬件固化來實現(xiàn),而數(shù)字電源在可控因素更多、實時響應(yīng)更快、需要對多個模擬系統(tǒng)進(jìn)行電源管理的復(fù)雜高性能系統(tǒng)應(yīng)用中具有優(yōu)勢。此外,在復(fù)雜的多系統(tǒng)業(yè)務(wù)中,與模擬電源相比,數(shù)字電源通過軟件編程在很多方面得到應(yīng)用,其擴(kuò)展性和可重用性使用戶可以方便地改變工作參數(shù),優(yōu)化電源系統(tǒng)。通過實時的過流保護(hù)和管理,還可以減少外圍設(shè)備的數(shù)量。
數(shù)字電源的優(yōu)勢:
一開始是可編程的,比如通訊、檢測、遙測等所有功能都可以通過軟件編程實現(xiàn)。此外,該數(shù)字電源具有高性能、高可靠性和靈活性。
數(shù)字電源由DSP和單片機(jī)控制。相對而言,DSP控制的電源采用數(shù)字濾波方式,可以滿足復(fù)雜的電源需求,比MCU控制的電源具有更快的實時響應(yīng)和更好的電源電壓穩(wěn)定性。
數(shù)字部分對模擬部分的干擾;
單片機(jī)中的數(shù)字和模擬之間,由于數(shù)字信號是一種頻譜較寬的脈沖信號,所以對模擬部分產(chǎn)生干擾的主要是數(shù)字部分。不僅數(shù)字電源和模擬電源通常是分開的,而且它們通過濾波器連接。在一些要求較高的場合,比如某些單片機(jī)中的AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換時,數(shù)字部分往往會進(jìn)入睡眠狀態(tài),大部分?jǐn)?shù)字邏輯停止工作,以防止它們對模擬部分的干擾。
如果干擾嚴(yán)重,甚至可以分開使用兩個電源,一般用電感電容隔離。也可以分別連接整板的數(shù)字和模擬部分的電源,并通過單獨(dú)的路徑直接連接到電源濾波電容的焊點(diǎn)。如果抗干擾要求不高,也可以隨便連在一起。
技巧
1)如果不使用芯片的A/D或D/A功能,則無法區(qū)分?jǐn)?shù)字電源和模擬電源。
2)如果使用A/D或D/A,還應(yīng)考慮參考電源設(shè)計。
以上只是簡單介紹了模擬電源、數(shù)字電源、開關(guān)電源的區(qū)別。如果你想成為一名工程師,當(dāng)然,你要學(xué)習(xí)更多。
更多信息請關(guān)注蘇州銀邦電子。