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开关稳压器的特性和评估方法

电源IC技术规格的解读方法:特性图表、波形的看图方法

针对“电源IC技术规格的解读方法”,我们已经说明了“技术规格的封面”、“框图”、“绝对最大额定和推荐工作条件”以及“电气特性的要点”。针对“电源IC技术规格的解读方法”,本项接着说明“特性图表、波形的看图方法”。

无论哪方,理解开关稳压器的特性和评估方法之后,解读电源IC的技术规格是非常重要的事情。

・图表的看图方法

技术规格除了规格值表外,也有刊载特性图。其理由在于规格值表的数值是指定条件中某一点值,且因无法得知幅度或倾向、对多个条件的变化等连续特性而加以补充。此外,规格值方面,有许多图表显示未规定的特性或电路的特性。这里要提及的不只是规格值表的数值,也提醒务必在检查图表并了解倾向或连续特性后再进行设计。关键要点在于图表可以说是设计不可或缺的。那么,接下来便以实际图表来具体说明。

下表是技术规格的部分规格值表。请观察ICC、工作时电路电流的参数。ICC通过“Ta=25℃”的温度条件和几项电压及电流条件而有了最大值500μA的保证。标准值为350μA,没有最小值的保证。由此表可知,“ICC为25℃则在350μA左右,不超过500μA。

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在这里,如果要设计的设备工作温度范围为0℃~60℃,则为了设计,最好事先抑制增加或减少0℃或60℃时标准值或温度等变动的倾向。不过,从此表无法得知。

规格值表的温度条件设定中有时会显示所有工作温度范围条件,例如-40℃~+85℃范围条件的规格值。此时与25℃一点的数值不同,如果是上述设备的温度范围0℃~60℃,虽可以知道在其显示的保证值内,但无法更进一步则没有说明的必要。

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此图表同样被记载于IC的技术规格,以曲线表示温度和ICC的关系。此外,更进一步显示2个规格值表没有的VIN相关条件。如果是刚才的0℃~60℃条件,即使VIN高时也可以读取到400μA±20μV左右。

此外,温度上升ICC会増加,VIN一高ICC会増加等倾向也可以读取。而且,这些在设计中将成为重要的信息。

这里必须注意的是,可从图表读取的数值或倾向并非保证值,而是标准特性。

虽然ICC即使超过80℃也不会有超过25℃最大值500μA的情况,不过此例中“或许如此,但不稳定保证”才是正确的理解。

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下图表示效率和输出电流的关系。此图表在开关稳压器IC的技术规格中经常可以看见。然而,几乎所有情况规格值表都没有效率项目,当然,别说是最大/最小值,就连标准值也没有显示。也就是说,效率是并未被保证的特性。

但是,虽说不保证,然而没有什么目标的话就没有探讨的方法。另一个意义上,特指定条件或电路、部件等,以图表提示(大致上最佳的)特性作为一例。

由此图表可以想象本身电路负载电流可得到的效率,效率曲线也是选择电源IC时的重要检查点。

・波形的看图方法

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技术规格除了图表外,有时也显示工作时的波形等。其主旨基本上与图表相同,目的在于提示规格值表中难以提示的特性。

此图表示的是示波器画面所显示的波形。纵向为电压而横向为时间轴。所表示的是开关节点的ON/OFF波形和输出呈现的纹波电压。

从输出电压波形可以读取纹波电压。仔细看的话,可以读取到如果开关波形H时纹波会上升,L时则下降。此外,也可知道纹波频率基本上也与开关频率相同,也即同步。

当然,这些也将成为标准特性。标准意义是指与本身电路相同节点的波形做比较,也可利用作为优化的比较对象。

图表和波形的看图方法的要点总结如下。

◆图表或波形有时可补充规格值没有的特性,因此务必检查

  • 可确认规格值表的补充某一点值的连续特性
  • 可确认针对温度等变动条件的规格值变动
  • 可提示规格值没有的特性(上例中的输出纹波和效率),也可利用作为最优化度的比较对象
  • 图表的值非保证值,而是标准值

关键要点:

・电源设计有必要解读电源IC的技术规格。

・图表或波形有时会补充规格值沒有的特性,务必检查。

・规格值的数值为指定条件中某一点值由于不显示连续性变化,故须利用图表。

・从图表或波形资料可读取的值基本上为标准值而非保证值。