干掉开关电源中的电感实验！！！

有些人，老是在论坛上玩中学数学，看的实在是淡疼！！！
好比几岁小孩尿尿和泥，小朋友会玩的很开心。
如果成年人还尿尿和泥玩，就。。。


聊些成年人话题吧。


大家知道，现在的电子朝着小型化、轻量化、低功耗、智能化方向发展，而开关电源中的电感，体积大，几乎占整个微型电源的1/3---1/4，而且带来EMC问题。
这个电感是IC设计人员的最后一颗眼中钉，很多人都想拔掉它。但到目前为止，还没有很好的替代方案。

本实验的目的，是利用电路原理中的通用模块GIC，代替上面buck电路中的电感！！！








可以想象，这两个运放都是耗电的，用有源器件代替电感，必然会降低开关电源效率，而且下降的可能比较多，例如10%的量级？

但是一旦干掉了电感，小型开关电源模块就有可能做成花生米大小。

来了方法 发表于 2020-3-20 15:24
PCB电感，PCB上画变压器……

芯片中也可以设计电感，甚至变压器，但是体积和性能太弱了，除了射频电路中采用，一般都不会用的。

电感中通过的是大电流，和高的电压，所以运放的选择有压力。

像OPA544这类高压大电流运放，价格很有喜感。





所以，还是先仿真吧。


玩电源的，电脑里应该有saber和PSIM等软件，仿真速度贼快，采用最简单的原理图先。




采用理想电感时，仿真结果如下：







GIC电感的设计：












在1M范围内，具有较好的电感特性。

xukun977 发表于 2020-3-20 15:24
本实验的目的，是利用电路原理中的通用模块GIC，代替上面buck电路中的电感！！！

线性稳压更简单吧。

st.you 发表于 2020-3-20 16:09
线性稳压更简单吧。

不是简单与否的问题，有时候要考虑效率、功耗等问题。我手头这款德国电路板，除了STM32之外，全是密密麻麻的电源，几乎包含了所有类型的开关电源！！

大佬，继续呀

电荷泵了解一下？还要什么电感……

西门看雪 发表于 2020-3-20 21:36
电荷泵了解一下？还要什么电感……

电荷泵能提供的电流太小，应用场合有限。

用有源电感代替 DCDC 电源内的 电感， 真有才  还说出 电感 体积大的评价，这个脑洞真的

pcb变压器/电感不香嘛

wh6ic 发表于 2020-3-20 22:02
用有源电感代替 DCDC 电源内的 电感， 真有才  还说出 电感 体积大的评价，这个脑洞真的 ...

脑洞大不大不好说，反正某宝上这种开关电源，我买了50多种测试--升压的，降压的，升降压的等，电感体积大不大，自己用脑子判断。

你说电荷泵能做到多大，就能做多大，行了吧？！
抬杠较真有意思吗？

听说楼主是个教授？ 那间学校的？
   真是个书呆子，误人子弟呀。  这个学校的 毕业生 碰到了，大概率要不得

wh6ic 发表于 2020-3-21 08:33
听说楼主是个教授？ 那间学校的？
   真是个书呆子，误人子弟呀。  这个学校的 毕业生 碰到了，大概率要不 ...

我在论坛上晒过多次证了，雪山飞狐等人也看过了，东南大学毕业的。

你们公司要不要这个学校的毕业生是一回事，这个学校的毕业生去不去你们公司，又是另一回事了！

另外，微电子这个圈子太窄了，华为海思、中兴、华虹、瑞晟、仙童，TI，美信，ADI。。。几乎中国所有的IC设计企业，都有这个学校的人。

你去让这些公司，把这个学校的毕业生都清退吧。

言归正传，说一下电荷泵为何很难做到高电流输出能力！

因为输出电流正比于fCV，f为开关频率，C为电容，V为电压。
f和C本身就是一对矛盾，频率高了，电容大不了，电容大了，频率高不了。
通常的开关频率是kHz级别，电容最多是uF级别，电压V是伏特级别的，所以输出电流一般最大是mA级别的。

关于电荷泵的历史渊源，不得不提到张大侠录的开关电源视频，以前帖子里说过，大侠判断伦琴设备中必定是用开关电源的逻辑是：那个时代没有这么高压的电池，所以只能用开关电源。

实际上在电荷泵之前，早在18XX年，人们（法拉第等）就知道用变压器做升压设备了。
变压器应该不算开关电源吧？


由于变压器又大又笨，1919年，瑞士物理学家提出了用二极管和电容实现的电压倍增电路，后来可克罗夫特和沃顿利用这种技术，产生了80多万伏特的高压，做粒子加速器用电源，后来这两人得到了诺贝尔物理学奖。


在今天看来，论坛上随便哪个电工都能看懂这个电路工作原理，这么“简单”的电路能获大奖，到哪讲理去？

后来迪克森对这个电路结构进行了改进：

这个迪克森电荷泵，是最流行的电荷泵结构之一，特别适合集成制造，后来又有改进，例如所谓的多相电荷泵，各种演变都有。

我是来顶帖的。

wh6ic 发表于 2020-3-21 08:33
听说楼主是个教授？ 那间学校的？
   真是个书呆子，误人子弟呀。  这个学校的 毕业生 碰到了，大概率要不 ...

讨论技术问题，进行人生攻击不可取。