Как правильно сделать источник питания ?

Feb 08, 2004 10 Replies

Hello! Идет размышление над цифро-аналоговой разработкой. Все это должно питаться от сети AC 220, а в идеале, конечно, AC 85..265. Hа PCB должны присутствовать



3 напряжения: 5, 3.3, 2.5. Работать будем с видеосигналом. Соответствующие суммарные потребления по даташитам:
2.5 ~400 mA, 1 W, запитана только цифра. +/- 0.2V
3.3 ~1300 mA, 4 W, и цифра, и аналог (д.б. малошумный). +/- 0.3V
5 копейки. , запитана мелочь, +/- лапоть, шума не боится.

Честно говоря, никогда не имел до этого дела с таким потреблением, и обходился линейными SMD стабилизаторами, использующими в качестве теплоотвода полигоны на PCB. Теперь это напрягает. Да и получить 2.5 из 3.3 не получится, слишком маленькое напряжение падения на стабилизаторе должно быть, при таком-то токе :(



Какая видится схема.


  1. ACDC(15W) -->5; 5--DCDC(6W)-->3.3; 5 -->LM1117-2.5--> 2.5 ACDC модульный импульсный преобразователь (switcher, ~15W) роняет все до DC 5V. Затем DCDC AIMTEC или ASTEC или ??? на 3.3, и пара линейных стабилизаторов типа 1117-2.5 чтобы тепло лучше уходило. Площадь платы в таком случае, жалко отдавать на теплоотвод, 4-х слойка скорее всего будет. Радиаторы ставить, что ли ? Да, у DCDC ASTEC есть модели как гальв. развязанные, так и нет(!)


  1. ACDC(15W) --> 3.3; 3.3--DCDC-->5; 3.3 --DCDC-->2.5



  1. ACDC(15W) --> 5, 3.3, 2.5; но, чувствую, потом с видеосигнала на входах не уберу ЭМИ помехи никакой разводкой и фильтрами.

Кто как делает и где м.б. грабли?



With best regards, Alexander


Hello, Alexander! You wrote to All on Sun, 08 Feb 2004 19:18:13 +0300:

AR> Идет размышление над цифро-аналоговой разработкой. AR> Все это должно питаться от сети AC 220, а в идеале, конечно, AC AR> 85..265. Hа PCB должны присутствовать 3 напряжения: 5, 3.3, 2.5. AR> Работать будем с видеосигналом. AR> Соответствующие суммарные потребления по даташитам: AR> 2.5 ~400 mA, 1 W, запитана только цифра. +/- 0.2V AR> 3.3 ~1300 mA, 4 W, и цифра, и аналог (д.б. малошумный). +/- 0.3V 5 AR> копейки. , запитана мелочь, +/- лапоть, шума не боится.

AR> Честно говоря, никогда не имел до этого дела с таким потреблением, AR> и обходился линейными SMD стабилизаторами, использующими в качестве AR> теплоотвода полигоны на PCB. AR> Теперь это напрягает. Да и получить 2.5 из 3.3 не получится, слишком AR> маленькое напряжение падения на стабилизаторе должно быть, при AR> таком-то токе :(

AR> Какая видится схема.

AR> 1. ACDC(15W) -->5; 5--DCDC(6W)-->3.3; 5 -->LM1117-2.5--> 2.5 AR> ACDC модульный импульсный преобразователь (switcher, ~15W) AR> роняет все до DC 5V. Затем DCDC AIMTEC или ASTEC или ??? AR> на 3.3, и пара линейных стабилизаторов типа 1117-2.5 чтобы тепло AR> лучше уходило. Площадь платы в таком случае, жалко отдавать на AR> теплоотвод, 4-х слойка скорее всего будет. AR> Радиаторы ставить, что ли ? AR> Да, у DCDC ASTEC есть модели как гальв. развязанные, так и нет(!)

AR> 2. ACDC(15W) --> 3.3; 3.3--DCDC-->5; 3.3 --DCDC-->2.5 AR> 3. ACDC(15W) --> 5, 3.3, 2.5; но, чувствую, потом с видеосигнала на AR> входах не уберу ЭМИ помехи никакой разводкой и фильтрами.

AR> Кто как делает и где м.б. грабли?

Мне никогда не приходилось сталкиваться с подобным, но я "нутром чую" :-)), что питание аналоговой и цифровой частей нужно разделить. Нет смысла "отделяться" от 2.5/5, если по родным 3.3 нечто цифровое потребляет больше ампера. Т.е. напрашивается что-то вроде п.3, но с дополнительным фильтром и линейным стабилизатором 5/3.3 для аналоговой части. А может быть и с отдельным изолированным 5в...6в выходом на самом БП и соединением земель в одной точке - если такая уж борьба с шумами идёт..

With best regards, Alexander Derazhne.

Sun Feb 08 2004 19:18, Alexander Rozhkov wrote to All:

AR> Идет размышление над цифро-аналоговой разработкой. AR> Все это должно питаться от сети AC 220, а в идеале, AR> конечно, AC 85..265. Hа PCB должны присутствовать AR> 3 напряжения: 5, 3.3, 2.5. Работать будем с видеосигналом. AR> Соответствующие суммарные потребления по даташитам: AR> 2.5 ~400 mA, 1 W, запитана только цифра. +/- 0.2V AR> 3.3 ~1300 mA, 4 W, и цифра, и аналог (д.б. малошумный). +/- 0.3V

Сколько мА на цифру и сколько на аналог?

AR> 5 копейки. , запитана мелочь, +/- лапоть, шума не боится.

AR> Да и получить 2.5 из 3.3 не получится, AR> слишком маленькое напряжение падения на стабилизаторе AR> должно быть, при таком-то токе :(

0.8V - вполне достаточно для современных LDO.

AR> 2. ACDC(15W) --> 3.3; 3.3--DCDC-->5; 3.3 --DCDC-->2.5

AR> Кто как делает и где м.б. грабли?

Я бы сделал так:

~AC -> ACDC -> 3.3VD

3.3VD - LC фильтр -> 3.3VA 3.3VD - LDO -> 2.5V У TI есть такие, например TPS7725. 0.8V * 0.4A = 0.32W - небольшого полигона на плате вполне хватит.

3.3VD - DCDC -> 5VD, DCDC можно конденсаторный, если нагрузка небольшая, а то и вообще обойтись 7660 + LDO 5V.

WBR, Юрий.

Greetings, Alexander!

Посмотрел я мессагу, посланную Alexander Rozhkov к All, и решил ответить:

AR> Идет размышление над цифро-аналоговой разработкой. AR> Все это должно питаться от сети AC 220, а в идеале, AR> конечно, AC 85..265. Hа PCB должны присутствовать AR> 3 напряжения: 5, 3.3, 2.5. Работать будем с видеосигналом.

AR> Какая видится схема. AR> 1. ACDC(15W) -->5; 5--DCDC(6W)-->3.3; 5 -->LM1117-2.5--> 2.5 AR> ACDC модульный импульсный преобразователь (switcher, ~15W) AR> роняет все до DC 5V. Затем DCDC AIMTEC или ASTEC или ??? AR> на 3.3, и пара линейных стабилизаторов типа 1117-2.5

У нас нечто подобное сделано. Импульсный источник 15В 30Вт на TOP-е. Из него получаем:

  1. Чеpез LC-цепь и чеpез 7805 - +5В для цифpовухи и аналоговой.
  2. Чеpез LC-цепь - +15В аналоговые,
  3. С помощью схемки на пеpеключаемом конденсатоpе и последующего LC-фильтpа получаем -12В аналоговые.

Измеpения выполняются 16-pазpядным SAR ADC, уpовень собственных шумов составляет 2-3 отсчета АЦП. Пpавда, в момент измеpения pабота импульсного источника и пеpеключателя на конденсатоpе пpиостанавливается.

Вообще - пассивная LC(RC)-фильтpация очень здоpово давит помеху.

C наилучшими пожеланиями Ilja aka ИЛ-2 (ilja_vlaskin$mail.ru)

... Я боятся отвык голубого клинка и стрелы с тетивы за четыре шага

Hello, Ilja!

[Sorry, skipped]

IV> У нас нечто подобное сделано. Импульсный источник 15В 30Вт на TOP-е. IV> 1. Чеpез LC-цепь и чеpез 7805 - +5В для цифpовухи и аналоговой. IV> 2. Чеpез LC-цепь - +15В аналоговые, IV> 3. С помощью схемки на пеpеключаемом конденсатоpе и последующего IV> LC-фильтpа получаем -12В аналоговые. IV> Измеpения выполняются 16-pазpядным SAR ADC, уpовень собственных IV> шумов составляет 2-3 отсчета АЦП. Пpавда, в момент измеpения pабота IV> импульсного источника и пеpеключателя на конденсатоpе IV> пpиостанавливается. :[] Это как так ? А как запуск потом ? Он же длинный, имхо.

IV> Вообще - пассивная LC(RC)-фильтpация очень здоpово давит помеху. А какая суммарная мощность у вас полачалась по потреблению ? Hе подскажешь, какой чип использовали/сколько стоит и где мотали транформаторы ? ИБП для меня - дело новое. Там, видимо, столько граблей...

With best regards, Alexander

Hello, Yuriy!

AR>> 2.5 ~400 mA, 1 W, запитана только цифра. +/- 0.2V AR>> 3.3 ~1300 mA, 4 W, и цифра, и аналог (д.б. малошумный). +/- 0.3V YK> Сколько мА на цифру и сколько на аналог?

По минимуму: Система видеодекодеров : 3.3VD 350mA 3.3VA 900 mA 2 камня в сумме : 2.5VD 350mA 3.3VD 10mA SDRAM x 2 : 3.3VD 150mA

+10% запас, я думаю.

AR>> Да и получить 2.5 из 3.3 не получится, слишком маленькое напряжение AR>> падения на стабилизаторе должно быть, при таком-то токе :( YK> 0.8V - вполне достаточно для современных LDO. Использовали однажды такое решение. Hо токи были меньше на порядок. Мне кажется, что при бОльших токах увеличится и падение.

YK> Я бы сделал так: YK> ~AC -> ACDC -> 3.3VD YK> 3.3VD - LC фильтр -> 3.3VA YK> 3.3VD - LDO -> 2.5V У TI есть такие, например TPS7725. YK> 0.8V * 0.4A = 0.32W - небольшого полигона на плате вполне хватит. YK> 3.3VD - DCDC -> 5VD, DCDC можно конденсаторный, если нагрузка YK> небольшая, а то и вообще обойтись 7660 + LDO 5V. Извиняюсь, а что такое 7660 ? Что-то не могу найти . Это TI ?

With best regards, Alexander:

Hello, Alexander!

[Sorry, skipped]

AD> Мне никогда не приходилось сталкиваться с подобным, но я "нутром AD> чую" AD> :-)), что питание аналоговой и цифровой частей нужно разделить. Hет AD> смысла "отделяться" от 2.5/5, если по родным 3.3 нечто цифровое AD> потребляет больше ампера. Т.е. напрашивается что-то вроде п.3, но с AD> дополнительным фильтром и линейным стабилизатором 5/3.3 для AD> аналоговой части. А может быть и с отдельным изолированным 5в...6в AD> выходом на самом БП и соединением земель в одной точке - если такая AD> уж борьба с шумами идёт..

Да-да. Уже и я больше склоняюсь к такому же мнению.

With best regards, Alexander

Mon Feb 09 2004 09:26, Alexander Rozhkov wrote to Yuriy K:

AR>>> 2.5 ~400 mA, 1 W, запитана только цифра. +/- 0.2V AR>>> 3.3 ~1300 mA, 4 W, и цифра, и аналог (д.б. малошумный). +/- 0.3V YK>> Сколько мА на цифру и сколько на аналог?

AR> По минимуму: AR> Система видеодекодеров : 3.3VD 350mA 3.3VA 900 mA AR> 2 камня в сумме : 2.5VD 350mA 3.3VD 10mA AR> SDRAM x 2 : 3.3VD 150mA AR> +10% запас, я думаю.

AR>>> Да и получить 2.5 из 3.3 не получится, слишком маленькое напряжение AR>>> падения на стабилизаторе должно быть, при таком-то токе :( YK>> 0.8V - вполне достаточно для современных LDO.

AR> Использовали однажды такое решение. Hо токи были меньше на порядок. AR> Мне кажется, что при бОльших токах увеличится и падение.

Для современных стабилизаторов - не обязательно. Тот же TPS77525 имеет <300mV at 500mA.

YK>> Я бы сделал так: YK>> ~AC -> ACDC -> 3.3VD YK>> 3.3VD - LC фильтр -> 3.3VA YK>> 3.3VD - LDO -> 2.5V У TI есть такие, например TPS7725.

TPS77525, конечно, неправильно набрал. Рекомендую побродить по сайту TI, они в последнее время много хороших и разных LDO стали делать.

YK>> 0.8V * 0.4A = 0.32W - небольшого полигона на плате вполне хватит. YK>> 3.3VD - DCDC -> 5VD, DCDC можно конденсаторный, если нагрузка YK>> небольшая, а то и вообще обойтись 7660 + LDO 5V.

AR> Извиняюсь, а что такое 7660 ? Что-то не могу найти . Это TI ?

Это преобразователь +V -> -V или +V -> +2V на конденсаторах. ICL7660, например, но их почти все делают.

formatting link
Hу или LM2686, готовый преобразователь (2.5-6.5V) -> 5V.
formatting link
Стоит посмотреть Selection Guide у National, Linear, TI, может что и получше есть. Я указал то, что находил для себя доступное через DigiKey. "Your mileage may vary..."

WBR, Юрий.

Mon Feb 09 2004 09:26, Alexander Rozhkov wrote to Yuriy K:

AR>>> 3.3 ~1300 mA, 4 W, и цифра, и аналог (д.б. малошумный). +/- 0.3V YK>> Сколько мА на цифру и сколько на аналог?

AR> По минимуму: AR> Система видеодекодеров : 3.3VD 350mA 3.3VA 900 mA AR> 2 камня в сумме : 2.5VD 350mA 3.3VD 10mA AR> SDRAM x 2 : 3.3VD 150mA AR> +10% запас, я думаю. То есть 1000мА - аналог, 300мА - цифра. Я бы ограничился LC фильтром и аккуратной разводкой земель.

WBR, Юрий.

Greetings, Alexander!

[skip]

IV>> получаем -12В аналоговые. Измеpения выполняются 16-pазpядным SAR IV>> ADC, уpовень собственных шумов составляет 2-3 отсчета АЦП. IV>> Пpавда, в момент измеpения pабота импульсного источника и IV>> пеpеключателя на конденсатоpе пpиостанавливается. AR> :[] Это как так ? А как запуск потом ? Он же длинный, имхо.

Останавливаем импульсник пpосто - подсаживаем опоpу на 0.2-0.3В. Пока выходной конденсатоp не pазpядится до такого-же напpяжения, импульсник pаботать не будет.

AR> А какая суммарная мощность у вас полачалась по потреблению ?

Рабочий диапазон потpебления - от десятков мА до почти 2А.

AR> Hе подскажешь, какой чип использовали/сколько стоит и где мотали AR> транформаторы ?

Я писал - на TOPе. У нас используется TOP246. Тpансфоpматоpы мотаем сами, т.к. у нас пpоизводство мелкосеpийное.

AR> ИБП для меня - дело новое. Там, видимо, столько AR> граблей...

formatting link
- сайт Power Integration (они выпускают TOPы), там есть много полезных Аппнот по pассчетам обpатноходовых импульсников и по констpукции тpансфоpматоpов для них.

C наилучшими пожеланиями Ilja aka ИЛ-2 (ilja_vlaskin$mail.ru)

... О чем поет ночная птица одна в осенней тишине

Hello, All!

[Sorry, skipped]

Большое спасибо всем, отвечавшим в эху и в мыло. Hагрузился идеями, перевариваю.

With best regards, Alexander

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required