經驗分享:如何設計出讓老板客戶都“愛”的開關電源
發布時間:2014-11-28 責任編輯:sherryyu
【導讀】開關電源設計工程師的工作宗旨就是要設計出更靠譜的產品,做到低成本、低功耗、高效率,完整的信號機高可靠性等。同時還要得到老板的認可。那麼如何能夠讓老板更認同你的設計?如何能夠在節省成本下提高效率、降低功耗?請看下文分解。
對於老板來說如何讓生產出的產品更靠譜,是每個開關電源設計工程師的一個考驗,其中涉及到成本的節約、低功耗的設計技術、係統效率的提高、xinhaodewanzhengchengduyijigaokekaoxing。zhexiedoushizuizhonglaobanmentebieguanzhude,zheyeshiwomendianyuanshejigongchengshimendedaogongzuodeyikao。ruhenenggouranglaobangengrentongnidesheji?ruhenenggouzaijieshengchengbenxiatigaoxiaolv、降低功耗?本文為大家分享了如何考慮這些問題並給出了實踐中的經驗。
首先我們來聊一下關於節省成本的問題,以下幾個實際例子就可以說明我們在選用各項元器件或IC時候應該考慮的問題。關於拉高/拉低的電阻用多大的阻值?市場最接近的是4.99K(精度1%),其次是5.1K(精度5%),其成本分別比精度為20%的4.7K高4倍和2倍。20%精度的電阻阻值隻有1、1.5、2.2、 3.3、4.7、6.8幾個類別(含10的整數倍);類似地,20%jingdudedianrongyezhiyouyishangjizhongzhi,ruguoxuanleqitadezhijiubixushiyonggenggaodejingdu,chengbenjiufanlejibei,quebunengdailairenhehaochu。zhenduiyumianbanshangdezhishidengdeyansewenti,honglvhuangchengdengyansedebuguandaxiao(5MM以下)封裝如何,都已成熟了幾十年,價格一般都在5毛(mao)錢(qian)以(yi)下(xia),而(er)藍(lan)色(se)卻(que)是(shi)近(jin)三(san)四(si)年(nian)才(cai)發(fa)明(ming)的(de)東(dong)西(xi),技(ji)術(shu)成(cheng)熟(shu)度(du)和(he)供(gong)貨(huo)穩(wen)定(ding)度(du)都(dou)較(jiao)差(cha),價(jia)格(ge)卻(que)要(yao)貴(gui)四(si)五(wu)倍(bei)。目(mu)前(qian)藍(lan)色(se)指(zhi)示(shi)燈(deng)隻(zhi)用(yong)在(zai)不(bu)能(neng)用(yong)其(qi)它(ta)顏(yan)色(se)替(ti)代(dai)的(de)場(chang)合(he),如(ru)顯(xian)示(shi)視(shi)頻(pin)信(xin)號(hao)等(deng)。74XX的門電路隻幾毛錢,而CPLD至少也得幾十塊,(GAL/PAL雖然隻幾塊錢,但公司不推薦使用)。成本提高了N倍不說,還給生產、文檔等工作增添數倍的工作。
其qi實shi在zai實shi際ji的de電dian路lu設she計ji過guo程cheng中zhong,係xi統tong要yao求qiu高gao的de情qing況kuang下xia,不bu一yi定ding所suo有you的de芯xin片pian都dou要yao選xuan最zui快kuai的de。因yin為wei在zai一yi個ge高gao速su係xi統tong中zhong並bing不bu是shi每mei一yi部bu分fen都dou工gong作zuo在zai高gao速su狀zhuang態tai,而er器qi件jian速su度du每mei提ti高gao一yi個ge等deng級ji,價jia格ge差cha不bu多duo要yao翻fan倍bei,另ling外wai還hai給gei信xin號hao完wan整zheng性xing問wen題ti帶dai來lai極ji大da的de負fu麵mian影ying響xiang。自zi動dong布bu線xian必bi然ran要yao占zhan用yong更geng大da的dePCB麵積,同時產生比手動布線多好多倍的過孔,在批量很大的產品中,PCB廠家降價所考慮的因素除了商務因素外,就是線寬和過孔數量,它們分別影響到PCB的成品率和鑽頭的消耗數量,節約了供應商的成本,也就給降價找到了理由。CPU的速度和存儲器的空間都是用錢買來的,如果寫代碼時多花幾天時間提高一下程序效率,那麼從降低CPU主頻和減少存儲器容量所節約的成本絕對是劃算的。CPLD/FPGA設計也類似。
然ran後hou就jiu是shi低di功gong耗hao設she計ji與yu高gao係xi統tong效xiao率lv的de設she計ji問wen題ti,其qi實shi低di功gong耗hao設she計ji是shi在zai省sheng電dian的de同tong時shi讓rang器qi件jian的de壽shou命ming變bian得de更geng長chang。其qi降jiang低di了le電dian源yuan模mo塊kuai及ji散san熱re係xi統tong的de成cheng本ben、由於電流的減小也減少了電磁輻射和熱噪聲的幹擾。隨著設備溫度的降低,器件壽命則相應延長(半導體器件的工作溫度每提高10度,壽命則縮短一半)。針對於高係統性能來說CACHE的增大,並不一定就導致係統性能的提高,在某些情況下關閉CACHE反而比使用CACHE還快。原因是搬到CACHE中的數據必須得到多次重複使用才會提高係統效率。所以在通信係統中一般隻打開指令CACHE,數據CACHE即使打開也隻局限在部分存儲空間,如堆棧部分。同時也要求程序設計要兼顧CACHE的容量及塊大小,這涉及到關鍵代碼循環體的長度及跳轉範圍,如果一個循環剛好比CACHEdanameyidiandian,youzaifanfuxunhuandehua,najiucanle。zhongduandeshishixingqiang,danbuyidingkuai。ruguozhongduanrenwutebieduodehua,zhegemeituichulai,houmianyoujiezhongerzhi,yihuierxitongjiujiangbengkuile。ruguorenwushuliangduodanhenpinfandehua,CPUdehendajinglidouyongzaijinchuzhongduandekaixiaoshang,xitongxiaolvjiweidixia,ruguogaiyongzhaxunfangshifanerkejidatigaoxiaolv,danzhaxunyoushibunengmanzushishixingyaoqiu,suoyizuihaodebanfashizaizhongduanzhongzhaxun,jijinyicizhongduanjiubajileidesuoyourenwudouchuliwanzaituichu。BSPduicunchuqijiekoushezhidemorenzhidoushianzuibaoshoudecanshushezhide,zaishijiyingyongzhongyingjiehezongxiangongzuopinlvhedengdaizhouqidengcanshujinxinghelitiaopei。youshibapinlvjiangdifanerketigaoxiaolv,ruRAM的存取周期是70ns,總線頻率為40M時,設3個周期的存取時間,即75ns即可;若總線頻率為50M時,必須設為4個周期,實際存取時間卻放慢到了 80ns。對於搬磚頭來說,兩個人應該比一個人的效率高一倍;對於作畫來說,多一個人隻能幫倒忙。使用幾個CPU需對業務有較多的了解後才能確定,盡量減少兩個CPU間協調的代價,使1+1盡可能接近2千萬別小於1。
最(zui)後(hou)我(wo)們(men)要(yao)對(dui)其(qi)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)進(jin)行(xing)嚴(yan)謹(jin)的(de)設(she)計(ji)及(ji)檢(jian)驗(yan)。由(you)於(yu)仿(fang)真(zhen)模(mo)型(xing)不(bu)可(ke)能(neng)與(yu)實(shi)物(wu)一(yi)模(mo)一(yi)樣(yang),連(lian)不(bu)同(tong)批(pi)次(ci)加(jia)工(gong)的(de)實(shi)物(wu)都(dou)有(you)差(cha)別(bie),就(jiu)更(geng)別(bie)說(shuo)模(mo)型(xing)了(le)。再(zai)說(shuo)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)千(qian)差(cha)萬(wan)別(bie),仿(fang)真(zhen)也(ye)不(bu)可(ke)能(neng)窮(qiong)舉(ju)所(suo)有(you)可(ke)能(neng),尤(you)其(qi)是(shi)串(chuan)擾(rao)。曾(zeng)經(jing)有(you)一(yi)教(jiao)訓(xun)是(shi)某(mou)單(dan)板(ban)隻(zhi)有(you)特(te)定(ding)長(chang)度(du)的(de)包(bao)極(ji)易(yi)丟(diu)包(bao),最(zui)後(hou)的(de)原(yuan)因(yin)是(shi)長(chang)度(du)域(yu)的(de)值(zhi)是(shi)0xFF,當這個數據出現在總線上時,幹擾了相鄰的WE信號,導致寫不進RAM。其它數據也會對WE產生幹擾,但幹擾在可接受的範圍內,可是當8位總線同時由0邊1時(shi),附(fu)近(jin)的(de)信(xin)號(hao)就(jiu)招(zhao)架(jia)不(bu)住(zhu)了(le)。結(jie)論(lun)是(shi)仿(fang)真(zhen)結(jie)果(guo)僅(jin)供(gong)參(can)考(kao),還(hai)應(ying)留(liu)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)餘(yu)量(liang)。硬(ying)件(jian)設(she)計(ji)和(he)芯(xin)片(pian)應(ying)用(yong)必(bi)須(xu)符(fu)合(he)相(xiang)關(guan)規(gui)範(fan),尤(you)其(qi)是(shi)芯(xin)片(pian)手(shou)冊(ce)中(zhong)提(ti)到(dao)的(de)所(suo)有(you)參(can)數(shu)(耐壓、I/O電平範圍、電流、時序、溫度PCB布線、電源質量等),不能光靠試驗來驗證。公司有不少產品都有過慘痛的教訓,產品賣了一兩年,ICchangjiahuanlegeshengchanxianbanzijiubuzhuanle,yuanyinjiushixinpiancanshufashengledianbianhua,danbingmeiyouchaochushoucedefanwei。ruguoyishouceweizhun,natazenmebianhuadoubupa,ruguocanshubiandechaochushoucefanweilehaikezhaotasuopei。yingjianshanghenduodianqitexingzhijieshouruanjiankongzhi,danruanjianshijingchangfashengyiwaide,chengxupaofeilezhihouwufayuliaohuiyoushenmecaozuo。shejizheyingquebaobulunruanjianzuoshenmeyangdecaozuoyingjiandoubuyingzaiduanshijianneifashengyongjiuxingsunhuai。yaoqiuyonghuyangeanshoucecaozuoshimeicuode,danyonghushiren,jiuyoufancuodeshihou,bunengshuopengcuoyigejianjiusiji,chacuoyigechatoujiushaobanzi。suoyiduiyonghukenengfandegezhongcuowubixujiayibaohu。
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