咱们都经历过这样的景象,当需求运用一个电子设备时,发现设备的电池现已没电了。在许多年间,咱们的便携式电子设备受到了电池寿数和尺度的约束。跟着锂离子电池本钱的继续走低,以及电荷密度的不断添加,运转时刻更长,愈加令人兴奋的电子设备将很多呈现。因为运用开端向着运用多节电池组的方向开展,规划人员将在战胜电池电压瞬态效应和改变的一起,面临着将较高电压转换为紧凑电子电路可用电压的问题。
这些示例包含无人机、吸尘器机器人、电动工具、以及电动自行车等。开发人员倾向于运用电压更高电池组来添加充电之间的电池续航才能。现在,无人机的飞翔时刻被约束在大约25分钟,而电动自行车单次充电后的最大行进路程可以到达50英里。电池运用寿数将跟着更细巧、更高电压电池的运用而添加。
所有这些运用的一个共性便是电机,它会对电源电压产生有害的瞬态效应,比如电机反冲和可以高达输入电压两倍的电感尖峰脉冲。假如未相应地设定输入电压额定值,那么这些较高的电压会损坏体系电源解决方案,以及其它内部电路。假如电机忽然中止或减速,一个负电流会被泵入电源,然后导致电源电压添加。鄙人面的图中,通道1显现的是电源电流、通道2显现的是电源电压,而通道3显现的为电机速度。
当电机减速时,电源电压大幅下降。假如电池的DC/DC转换器未被额定在较高的电压下运转,这将损坏体系电源解决方案,并有可能对下流元件形成损坏。
在规划一个体系时,挑选一个支撑宽输入电压规模的DC/DC转换器可以最大极限地削减,通常状况下是免除了关于外部瞬态维护电路的需求。这不光简化了规划,而且极大地减小了解决方案尺度。运用DC/DC转换器,能使运转电压较高的体系可以耐受电源电压的添加,并坚持输出上的电压稳压。TI的 LM5000系列器材具有针对高达42V/65V电压的输入电压额定值,十分适合于处理12V/24V体系内的瞬态。例如,LM5007和LM25011 十分适合于维护体系不受电源电压短时添加的影响,而这种状况在这些体系中常常产生。关于电压更高的24V/48V输入总线,比如LM5116的100V同步降压控制器可以处理这些体系中最差的瞬态状况。具有宽输入电压规模的控制器和转换器为高压电池组运用供给了十分不错的解决方案,而且维护体系不受瞬态效应的影响,以使器材可以在这些条件下坚持运转。
图2中显现的是一个电池组电源规划的简化方框图。
在你计划创立最新的、最棒的便携式或自主电子设备时,考虑会呈现的最差体系瞬态效应,并挑选一个可以维护下流电路的宽VIN DC/DC器材。