基于PI滤波器的MCU的纹波敏感电源设计

文章还介绍了一些驱动它们的方法，并说明有效驱动的发展趋势。本文还列举了一些接电装置应用电路的例子

从表面上看，我们可能认为驱动螺线管或阀门执行器接缝非常简单。老实说，在大多数情况下确实如此。打开或关闭电流并不是很困难。但是，如果我们的应用程序需要非常快速地打开/关闭负载驱动怎么办?实现这一目标的最佳方法是什么?

我有一些建议。

通常需要非常快速地驱动线圈开/关的应用

(1) 点阵/针式打印机头中的螺线管。9p、18p 或 24p 打印头的每个针都有一个线圈。针的频率响应将直接决定打印速度。

(2) 汽车选择性催化还原(SCR)系统中的阀门。这些应用需要高达 30Hz 的高频运动，以获得更好的系统控制精度。

(3) 工业系统中的气阀。这些应用通常需要高频响应以加速气动设备。

2.问题：当驱动频率增加时有什么问题?

我相信我们会发现问题出在关闭螺线管/执行器所需的时间;快速打开它不是问题。

当我们关闭感性负载时，由于自感的性质，流动的电流不会瞬间改变。因此，通常让电流流过续流二极管或场效应晶体管 (FET)。我在下面画了一个例子。

衰减电流有很多名称。我们可能会使用以下术语之一：再循环电流、感应反冲或反激或续流电流。

在半桥驱动场景中，再循环电流可以流过体二极管或对面的 MOSFET(需要互补控制)。无论电流通过二极管还是导通状态 MOSFET 衰减，衰减速率通常都很慢，这意味着关断时间很慢。

本IC是使用CMOS技术开发的，高精度电压检测IC。检测电压和解除电压在内部被固定，精度为±2.0%。

除电源端子外，另备有检测电压输入端子 (SENSE端子)，即使SENSE端子电压 (VSENSE) 下降到0 V，也会保持输出稳定。

同时，还内置了SENSE端子反向连接保护电路，可以抑制反向连接时流入SENSE端子的电流。

另外，通过外接电容器还可以延迟解除信号输出，解除延迟时间的精度为±20% (CD = 3.3 nF)。输出形态为N沟道开路漏极输出。

可编程电源是一种能够提供可调节电压和电流输出的电源系统，它在工程设计、科研实验等领域中具有广泛的应用。本文将介绍如何利用单片机实现可编程电源的系统设计，并讨论相关的关键技术和设计要点。

第一部分：可编程电源的基本原理

可编程电源的基本原理是通过控制电源输出的电压和电流来满足用户的需求。一般情况下，可编程电源由电源模块、电压测量模块、电流测量模块和控制模块组成。

电源模块是提供电源输出的核心部件，它可以通过控制电源输出电压和电流的方式来实现可调节输出。常见的电源模块包括开关电源和线性稳压电源。

电压测量模块用于准确测量电源输出的电压，通常采用模数转换器(ADC)来将模拟电压信号转换为数字信号，供给单片机进行处理。

1、陶瓷电容器可采用各种各样的电介质，每个电介质具有不同的特性，这些特性可在其温度和电压范围内极大地影响性能。最常见的两种电介质是Y5V和X5R，而Y5V电介质价格低廉，可在小封装中提供高电容，但其电容在其电压和温度范围内变化很大，不适用于DC/DC应用。

本文引用地址：

X5R和X7R电介质更适合于输出电容器应用，因为它们的特性在它们的工作范围内更稳定，并且被高度推荐。

2、正确地选择电容器和电感器的值会使电路更加稳定，但是好的PCB设计仍然是避免高纹波甚至自振荡的关键。

3、通过添加PI滤波器，可以更好地保护MCU的更多纹波敏感电源(例如：模拟电压基准)。

4、电源余量要留足

电源一定要留足余量，一般要比负载的峰值耗电至少多20%，这样比较安全，不会发生意想不到的故障。

电源余量不足时，电源会工作在极限状态，电源的纹波会剧烈上升，达到几百mV甚至几V。所以在确定电源输入之前，最好先估计整个板子系统上面的最大功耗。

电源管理芯片是一种专用的集成电路，可实现对设备供电的监控、控制和管理。根据功能和应用场景的不同，电源管理芯片可以进行多种分类，以下是常见的几类：

1.按应用场景分类：可以把电源管理芯片分为内部电源芯片和外部电源芯片。内部电源芯片集成在目标设备电路之中，主要控制设备内部电源的输出和运行，其中包括处理器供电、I/O接口供电等;而外部电源芯片则通常以独立方式使用，直接管理接口电源。

2.按功能分类：电源管理芯片主要包括功率适配器、开关稳压器、保险丝、复位、低功耗模式控制、误差检测等功能，因此可以根据不同的功能来进行分类。

3.按规格分类：一般根据输入电压范围、输出电压和电流限制、效率和体积等指标，把电源管理芯片进行规格化分类。

电源管理芯片的主要特征包括：

1.高可靠性：电源管理芯片通常采用超过普通元器件的封装技术和降温技术，确保电路工作的可靠性和稳定性。

2.高效节能：电源管理芯片具备的功率适配器、开关稳压器等功能可以在保证设备供电的同时，最大程度地减少功耗，延长电池寿命。

3.可编程控制：电源管理芯片具备自主控制器，可以通过内部寄存器存储设备控制参数，实现各种运行模式的切换。

4.体积小巧：为了更好的嵌入设备中，电源管理芯片一般采用封装紧凑的超小型设计，使得它们可以满足越来越高的设备精简化要求。

5.多种保护机制：电源管理芯片具备的误差检测、过温保护、过载保护等机制可以为设备提供更全面、更可靠的保护。