不想错过我的推送，记得右上角-查看公众号-设为星标，摘下星星送给我
话接上回，我说到芯片选型是硬件工程师必备技能之一。（传送门>>）。而在众多芯片选型中，电源芯片的选型又是重中之重，我们应该怎么做呢？
有人可能说：妮姐是不是把电源选型说严重了呀。我们常常设计的电源大部分都是5V或者12V输入，然后降个压，给板子上的MCU、传感器这些器件来供电，这不是手到擒来的事吗？
那我只能说，你还是个电子小白啊，还是没有吃过电源设计的苦。
电源设计失败的例子有很多，随便都能说出一些来，比如下面这三个真实发生过的“惨案”：![]()
现象：在2S锂电池供电的控制器设计中，电池满电时工作正常，一旦电池电量消耗到7.6V以下，输出就异常。而2S锂电池的电压范围是6.4V-8.4V，这就造成电池性能浪费。原因：电源芯片电压输入范围问题，选择更大电压范围4.5V至24V 输入的电源芯片就解决了。现象：有一个液晶屏供电方案，要求输出参数在3.3V/600mA,输入电源为5V，电源芯片的封装选择SOT-223，标称输出电流是1A，但是在量产后发现，在夏季时，液晶屏会在工作不久后断电。原因：电源芯片温度过高后保护断电，SOT-223封装散热很差，需要更换散热更快的封装。现象：一款便携电子测量仪器产品，冬季在南方使用，一切正常，但一到北方，就无法工作。原因：检查后发现，电源芯片的工作温度范围在 -10℃ to +85℃，低温性能弱，无法承受北方零下几十度的天气。重新选择温度范围在-40 ℃ to +125℃的电源芯片，故障就消失了。我相信大家在设计中，遇到的电源问题绝不止这三个了。如果说能在设计阶段，通过芯片选型，规避掉这些麻烦的话，不论是从项目开发难度、周期，还是成本上，都会带来非常好的效果。怎么选型呢？我们以移动机器人AGV为例，看看AGV的电源芯片如何选型。移动机器人的电源一般都来自电池供电，根据机器人功率的不同，通常是24V-60V锂电池供电。虽然所选用的电池功率及容量各有差异，但供电项都会包含这三项：驱动器与电机、机载传感器以及车载控制器。48V差速轮式搬运机器人AGV在很多场所都能看到，比如快递物流、工厂货物搬运等，所以我们就来看看它的电源设计。根据AGV的功能，以及通常会使用到的芯片、传感器、电机等类型，可以整理出常见的AGV内部电源树：![]()
从上面的电源树图中，我们可以看到两条电源设计线：48V-24V；24V-5V/3.3V/2.5V。在AGV上使用的传感器如激光雷达和障碍物传感器等，通常使用24V供电。这就需要使用DC-DC电源模块将DC 48V转换为DC 24V。车载控制器的电源输入是24V，24V输入到车载控制器后，再通过DC-DC电源芯片和LDO电源芯片，将24V转换为5V、3.3V以及2.5V的电压，为车载控制器的MCU以及板载电路供电。由于48V同时给电机供电，而电机的功率动态变化范围大，会引起电池母线的波动大。为了隔离这些电源波动对后级传感器和控制器影响，需要使用隔离电源。此外，还有一些AGV会工作在静电比较大的场所，比如织布厂，这个时候也需要使用隔离电源。当然，使用隔离电源固然好，但是成本上就要增加很多。所以，有很多场景下不需要使用隔离电源，比如工作环境不在高静电下；小型的AGV，功率比较小；电路板上已做好防护，电机驱动器本身带有RC吸收电路。![]()
从性价比、质价比、品价比出发，可以先敲定TI。在TI 官网上，使用搜索工具，按照输出电流、输入电压范围、输出电压范围，逐级筛选。![]()
根据筛选的结果，可以选LMR51635，简单易用的宽 VIN 同步降压转换器，能够驱动高达 3.5A 的负载电流。输入电压在4.3V 至 60V，适用于从非稳压源进行电源调节的各种工业应用。开关频率在400kHz，支持使用相对较小的电感器。而且该器件内置保护功能，例如逐周期电流限制、断续模式短路保护以及在功耗过大情况下的热关断，从参数来看，它是非常满足我们AGV的48V转24V电源需求的。![]()
车载控制器的输入电压为24V，但是板载的芯片供电需要5V、3.3V或2.5V的电压，由于输入/输出压差大，使用DC/DC是非常合适的。按照上面的选型过程，可以选择LMR514x0，简单易用的宽 VIN 同步降压转换器，能够驱动高达 4A 或 5A 的负载电流。输入电压范围在4V 至 36V，它的工作频率可以通过外部电阻在 200kHz 至 1.1MHz 范围内调节，适用于从非稳压源进行电源调节的各种工业应用。![]()
上面的选型过程，是在TI官网根据参数进行选型的。如果也看了其他的厂商的芯片，想看看TI上的同样参数的芯片，TI 提供了一个神器——交叉搜索工具。![]()
在交叉搜索工具中，输入芯片部分型号信息，就能搜索到TI官网上，与之相关的所有型号，并展示芯片的相关参数信息，一目了然。不止是TI自己的芯片可以搜索，非TI的芯片型号也可以搜索，不同厂商之间可以进行对比，清晰明了。交叉参考搜索还支持多个器件搜索，可直接上传Bom Excel，直接和TI store挂钩，下单也十分方便。![]()
不同场景、不同产品的电源芯片选型过程大同小异，只不过关注的电源参数有些差异。比如在消费类电子中，通常由锂电池供电，电池电压一般在3.2V-4.2V变化，对电源的要求就是要低功耗、高效率、小封装以及多电源轨。在车载的电子设备，使用的电压就要比消费产品更高，可能是48V，36V，24V等，安全等级要更高，此外在汽车中，芯片的工作环境恶劣，高温、电磁干扰等，所以选择电源芯片的时候就要考虑宽输入电压范围，高效率，低EMI，满足车规要求等。在汽车电子通讯接口这块，还要尤其注意电源隔离问题。而到了工业控制领域，控制器和各类常用传感器输入电源一般在24V，在设计PLC、远程I/O以及各类传感器的时候，就需要把24V转换控制器板载芯片的12V、5V，3.3V或者更低的电源轨。在选择电源芯片的时候，要特别关注高可靠性，高精度，高效率，高抗干扰能力，还要看是否有足够的安全保护功能。针对这些领域的电源芯片选型，我有幸和TI的电源工程师交流了下。TI有非常丰富的产品，并且推荐了这些芯片给大家，不同需求的可以参考：![]()
电源是电子产品的心脏，重要程度不言而喻。电源选型与设计就如一日三餐那么频繁。希望今天我们分享的芯片选型过程，以及分享的工具，可以帮助大家选出最合适的芯片。
我们是妮mo，达尔闻创始人，只讲技术不撩汉的小姐姐。达尔闻在线教育平台旨在服务电子行业专业人士，提供技能培训视频，覆盖各细分领域热门话题，比如嵌入式，FPGA，人工智能等。并针对不同人群量身定制分层级学习内容，例如常用知识点，拆解评测，电赛/智能车/考研等，欢迎关注。
