FastBond2阶段1-基于Infineon、ADI、乐鑫科技元器件的实验电源的框图设计
新能源及供电电源、FastBond第二季、实验电源、Infineon、ADI、乐鑫科技(Espressif)
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Javion
更新2023-08-09
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FastBond2阶段1

-基于Infineon、ADI、乐鑫科技元器件的实验电源的框图设计

项目介绍+设计思路

      本次参加的是FastBond第二季是硬禾学堂联合DigiKey为期三个月的“How2Make”设计大赛。选择了新能源及供电电源设计方向,推荐厂商:Infineon,onsemi,TI,TE。

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      设计目的是做一个验证芯片、模块和核心板卡的实验电源。电源用ESP32做控制部分,还会有一些人机交互设备。电源直流5~12V输入,输出范围应包含常用的芯片供电,并提供电源拉偏的实施性。主要包括线性降压和DC-DC两部分。

设计方向的市场介绍

      市场方向是提供研发和生产所需的实验电源。

产品的功能描述+规定厂商元器件介绍

      功能:输出精确可控的终端电压,可作为芯片供电或电源轨容差测试器材。

      规定厂商元器件:来自ADI的LT3080、MAX5400;来自Infineon的TDM3885;来自乐鑫科技(Espressif)的ESP32-S3。

TDM3885

         IPOL 3 A 采用集成电感的单输出高效率降压稳压器模块。采用集成电感的 TDM3883 IPOL 电源模块是一款易于设计、完全集成的 3 A 降压转换器。产品设计紧凑,可在宽输入电源范围内提供高效负载和线路调节。采用集成电感和电容,减少了外部组件,节省了 80% 的 PCB 面积。因此,TMD3883 支持更高的功率密度,还可最大限度地降低寄生参数。

      总之,TDM3883 是一款易于使用、高效可靠的降压 DC/DC 转换器,非常适合在各种应用中寻求紧凑且快速上市解决方案的系统设计人员。

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特征描述

  • 集成电感的优化模块
  • 微型 3.1 mm x 3.8 mm x 2.3 mm
  • 连续 3 A 负载能力
  • 单输入电压范围(4.5 V 至14 V)
  • 800 kHz 开关频率
  • 关断时电源电流为 10 μA
  • 增强稳定性的 IPOL 引擎,采用陶瓷电容增强其稳定性,无需外部补偿
  • 通过降低开关频率和二极管仿真提高轻载效率
  • 强制连续导通模式选项
  • 热补偿式内部过流保护
  • 内部软启动、启用输入、预偏置启动、热关断、电源良好输出
  • 精确的参考电压 (0.5 V ±1.0%)
  • 无铅、无卤、符合 RoHS6 标准

LT3080

      LT®3080 是一款 1.1A 低压差线性稳压器,可直接并联以增加输出电流或在表面贴装型电路板上散播热量。该新型稳压器被设计为一款精准电流源和电压跟随器,因而可在许多需要高电流、可调至零且无散热器的应用中使用。而且,该器件还引出了传输晶体管的集电极,以在与多个输入电源一起使用时实现低压差操作 (低至 350mV)。

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特征描述

  • 输出可并联以实现较高电流和散布热量
  • 输出电流:1.1A
  • 利用单个电阻来设置输出电压
  • SET 引脚电流的初始准确度为 1%
  • 输出可调至 0V
  • 低输出噪声:40μVRMS (10Hz 至 100kHz)
  • 宽输入电压范围:1.2V 至 36V
  • 低压差:350mV (SOT-223 除外)
  • < 1mV 负载调节
  • < 0.001%/V 电压调节
  • 最小负载电流:0.5mA
  • 采用 2.2μF (最小值) 陶瓷输出电容器可稳定
  • 折返电流限制和过热保护功能
  • 采用 8 引脚 MSOP、3mm x 3mm DFN、5 引脚 DD-Pak、TO-220 和 3 引脚 SOT-223 封装

ESP32-S3-WROOM-1

2.4 GHz Wi-Fi (802.11 b/g/n) + Bluetooth® 5 (LE) 模组,内置 ESP32-S3 系列芯片,Xtensa® 双核 32 位 LX7 处理器,Flash 最大可选 16 MB,PSRAM 最大可选 8 MB,36 个 GPIO,丰富的外设,板载 PCB 天线或外部天线连接器。

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MAX5400

      MAX5400/MAX5401数字电位器提供256 抽头 SOT-PoT™ 数控可变电阻器,采用纤巧型 8 引脚 SOT23 封装。每个器件都用作机械电位计,由固定电阻串,带数字控制游标触点。工作在+2.7V至+5.5V单电源供电电压并使用 0.1μA 的超低电源电流。

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Scheme-it工具介绍

      Scheme-it 是一个非常有用的原理图和制图工具,可供使用 Web 浏览器创建和传送技术图。该工具包括全套绘图符号,可供用于构建电路原理图以及流程图和方框图。集成的物料清单管理器增强了原理图创建功能。通过将 DigiKey 的目录与该工具集成后,即可非常轻松地搜索产品,并将产品零件编号、符号和产品图片直接插入到您的设计中。

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方案框图和原理图+介绍

EETREE-FASTBOND2-JAVION

Share the schematic:https://www.digikey.com/schemeit/project/eetree-fastbond2-javion-f6030bc383014b73b6e71ad59d6cb378

Basic part:本部分包括一路线性稳压电源LT3080和一路开关稳压电源TDM3885,以及它们的调压电位器MAX5400 。以及控制模块ESP32。

Optional part:本部分为预留部分,是Basic part的辅助电路,方便控制和监控电源工作状态。

对本大赛的心得体会

      以上是本项目的初步构想,具体实施将在第二阶段进行补充。其中原理或有错误,请诸位看官谅解并辛苦告知。

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