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电源设计必看的25个TIPS！送纸质版模拟设计资料

科技 2024-12-23 20:34 江苏

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在项目设计过程中，当你遇到问题时，都是如何解决的？是向有经验的工程师寻求帮助？还是向原厂寻求帮助？最近，我们就遇到了一个电源升压的问题，解决方法推荐给大家——

点击观看，并在视频下方评论，即可参与纸质书领取

我们遇到问题了

这是我们不久前刚刚设计的一个升压模块，普通的升压需求没问题，但我们用在LED驱动上，就出现问题了。

LED驱动采用串联方式，把很多个LED灯珠的正极与负极相连，形成一个电路环路，电流依次通过每个LED灯珠，从而使得每个LED灯珠都能够亮起。这种方式，电流恒定，则电压随着串联数的增加而提高。

当LED灯珠数量上去之后，这个升压模块升压就捉襟见肘了。当然，并不是说我们设计的升压模块有问题，而是它最大连续占空比有限制，升压达不到我们的要求。

这是传统的boost升压转换器的“通病”，虽然设计简单，元器件数量少，但升压有限制，假设最大占空比是90%，它只能提供 10:1的最大升压比，也就是输入12V，输出最大120V，对于像控制多个LED灯珠的场合，就不适用了。

如果还想用这个模块达到我们想要的电压，就得需要增加额外的功能元件才可以实现。我们在想，会不会有更简单的实现方式呢。

找到了！可用自动变压器升压转换器解决

有一种更简单的方案可以实现，就是使用自动变压器升压转换器芯片LM5155，它同芯串联了两个绕组，充当无隔离的变压器。与反激式相比，将初级绕组与次级绕组串联可降低所需的匝数比，同时所需的引脚也较少，电路原理也更简单。

对于给定的Vin、 Vout 和 n2/n1 匝数比，在连续导通模式 (CCM) 下运行的占空比是：（忽略场效应晶体管 [FET] 和电流检测电阻器压降）

可以看到，n2/n1 匝数比大时，占空比会降低。这有利于提供更高的输出电压。根据上面的公式，可以求出Vout：

可以看到，如果 n2/n1=0，则Vout就与传统升压转换器的输出相同。因此，对于非零n2/n1匝数比，Vout增加额外的量，等于 (n2/n1)*Vin*d/(1-d)，因此输出电压可能会高得多。

比如，输入10V，想要输出250V，并将最大占空比限制为 80%。这时，升压比是25，按照占空比是80%来计算，我们只要将n2/n1的匝数比设置为5，即可实现了。

这是我们在TI官网的《电源设计小贴士精选集锦》中找的解决方案，按照文中提供的方案，设置占空比与匝数比就可以了。

《电源设计小贴士精选集锦》是什么？

2008年7月，TI工程师在EDN开设了一个专栏，专门分享电源设计的常见技巧和窍门。这个专栏被命名为“Power Tips”，也就是电源设计小贴士，一炮而红。

而《电源设计小贴士精选集锦》则是选取了历年来最受欢迎的25篇电源设计小贴士的技术文章集合，并且全部已翻译为中文，方便工程师阅读。

《电源设计小贴士》有什么特别之处，可以持续如此之久？

资深电源管理专家执笔

16年，不断地有很多TI资深电源管理专家接过接力棒，他们无一不是身经百战的电源领域专家，全部拥有丰富的实战经验，再加上TI庞大的参考设计资源库，为工程师攻克了一个又一个设计难关。

截止今日，他们接力分享超过130篇电源设计技术文章。

一篇文章就是一道电源设计难题

首先，从《电源设计小贴士》的文章标题上看，就可以确定这些技术文章是真的奔着解决问题来的：

- 如何使用非耗散钳位提高反激效率

- 如何闭锁具有断续故障响应的电源转换器

- 反向降压拓扑如何替代非隔离反激式拓扑

- 添加单个电容器来改善双路输出反激式电源的交叉调节性能

这样的主题太多了，我就不一一列举了。当然，如果你感兴趣的话可以在下面链接中下载：

https://www.ti.com.cn/zh-cn/power-management/power-best-of-power-ebook.html

其次，在每篇文章的开头，会介绍具体的项目背景，包括是什么样的设计，详细的描述所面临具体问题，这些问题如果不解决会对系统造成什么样的后果。

然后，文中重点开始分析这个问题有可能的原因，并给出相应的解决方案。

这个过程，是不是和我们考试解题很像呢。

“好帮手”扫清“拦路虎”

有人可能会问，是不是只有遇到问题了，《电源设计小贴士》才能派上用场？当然不是。

正如前面所说，每一篇文章都是从基础知识原理，到具体问题分析，再到给出解决方案，最后总结，这是一套非常完善系统化的设计思路。

对于初入电源设计的初阶工程师来说，也许目前不会遇到这样的设计难题，但是通过阅读“小贴士”，可以提前涉足具体的方案，拓展知识面，以后遇到相关问题时，就会想到，哦，这个我在《电源设计小贴士》上见过，这就够了。

对于电源设计“老鸟”的资深工程师来说，也许这些问题已经在工作中遇到了，正好来看看自己的解决方法是不是和“小贴士”介绍的不谋而合。即使没有遇到一样的问题，也可以阅读学习，以备今后设计的不时之需。

紧跟最新技术趋势

16年间，虽然半导体技术不断创新，电源芯片的性能越来越强大，但现在应用环境的不同，让电源设计也面临了很多挑战，比如：高功率密度、低电磁干扰、有隔离、低静态电流，还要噪声低，精度高等。

针对新的应用以及新的挑战，《电源设计小贴士》提供了解决方案，比如电动汽车中可以实现8w或更低功率的2个简单隔离式电源方案；用于电动汽车车载充电器的CLLLC与DAB 比较；第三代半导体热门期间GaN开关集成如何在PFC中实现低THD和高效率。

无论是作者阵容，还是技术价值，以及以上这些优势，让《电源设计小贴士》可以一直为工程师源源不断的技术支持，扫清了设计过程中的“拦路虎”。

这里还有更多学习资源

其实，像“电源设计小贴士”这样可以帮助我们设计的资源，TI官网上有很多，例如：

《模拟工程师电路设计指导手册：放大器》、《模拟工程师电路设计指导手册：数据转换器》：菜谱式口袋书，包含公式和结合TI的相关产品的示例，让放大器和数据转换器设计一点就通。

《模拟设计期刊》：最早的文章可以追溯到 1999 年，是TI工程师数十年间积累的非常全面的模拟技术专业知识集合。

《高精度实验室》系列视频：全部都是电子设计中的高频主题，也是模拟信号链设计不能错过的学习课程，从基础到高阶，用最直观讲解，让大家获得真正实用的技能！除了线上视频，还有每年举办的线下技术研讨会，和资深工程师面对面交流！

以上这些学习资源，我们全部整理好了，放在下方评论区了，需要的自取。

为了鼓励大家认真学习，我们特别提供了30本书籍给到大家，分别是：2024 TI 高精度实验室研讨会集锦(10本), 2023 – 2024年度 TI 模拟设计期刊合4本（共20份），想要成为技术大佬的你，不要错过这次获得纸质书的机会咯。

获取纸质书方式：点击原文链接，至达尔闻B站视频下方评论即可参与。

END

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