电源设计

电源设计

在嵌入式系统中, 我们一定需要一个电源. 就好象应用程序需要操作系统. 大部分电源是离线电源: 交流输入电压100V-250V, 这样比较通用. 输出电压大部分应用需要几种: 5V, +-15V, 24V. 总功率除24V一组可能稍大外, 其余两组都很小; 所以设定输出功率5V和+-15V的组别分别为<5W, 两组功率和<10W. 另一组24V的设定为<50W. 这样总功率<60W.

我们有了输出功率, 还要一个效率以确定输入功率, 取保守估计75%(以后还可以优化). 这样输入功率为60除以75%(0.75)等于80W.

根据物体动能变化率等于功率有: 80W=(1/2)*(d/dt)*LI^2. 这里dt解释为开关电源的周期; d(1/2)*LI^2为电源一个周期消耗的能量. 也就是说: 根据外界输入条件, 通过初始化dt(时钟), L(内存), I(依赖L和外部输入电压及dt)并且构造一个while循环(电感冲放电)来映射上面一个等式. 这就是现在计算机应用的一个情景: 通过程序步P(dt, L,  100V, 250V)证明上面一个等式.

什么叫证明这个等式, 软件中就是运用计算机, 编程语言, 编译器, 开发环境等编码, 运行并测试这个程序直到正确为止. 同样在电源中就要利用计算, 电路, 变压器, 各种测试手段并最终运行这个电源.

我们这个电源是由电感冲放电循环完成的, 所以必须得有一个电感; 同时由等式可知, dt越小, 电感也越小, 电感的体积也更小,所以首先把dt取为一个较小值, 就取1*10^-5秒, 即1*10^5赫兹(即主频100KHz).