ການຖອດລະຫັດອອກແບບອຸປະກອນຈ່າຍພະລັງງານຂັ້ນທຳອິດສຳລັບໂຕຄວບຄຸມພາກພື້ນລົດຍົນ Qualcomm: ການວິເຄາະຜົນການທົດສອບປະສິດທິພາບ

ການພັດທະນາຢ່າງວ່ອງໄວຂອງອຸດສາຫະກໍາຍານພາຫະນະພະລັງງານໃໝ່ ໄດ້ຂັບເຄື່ອນການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງກະທັນຫັນໃນຫ້ອງການອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆ. ຄວາມສາມາດອັດສະຈັກ ແລະ ການຂັບຂີ່ດ້ວຍຕົນເອງ ໄດ້ກາຍເປັນທິດທາງທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດສໍາລັບການແຂ່ງຂັນຂອງຍານພາຫະນະພະລັງງານໃໝ່, ເຊິ່ງນໍາມາ´ສູ່´ຄວາມທ້າທາຍ ແລະ ໂອກາດໃໝ່ໆ ສໍາລັບສະຖານີສະຫມອງກາງ ແລະ ຕົວຄວບຄຸມພື້ນທີ່ທີ່ມີການຜະສົມຜະສານສູງ, ໂດຍສະເພາະໃນດ້ານຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງ, ອຸປະກອນຈ່າຍພະລັງງານແບບສະຫຼັບ, EMC, ປະສິດທິພາບສູງ ແລະ ຕົ້ນທຶນຕ່ໍາຂອງ DC-DC power supplies.

Qualcomm, ເປັນຜູ້ສະໜອງໂດເມນຄອງກະບີເອເລັກໂທຣນິກອັດສະລິຍະ, ມີຕຳແໜ່ງທີ່ສຳຄັນໃນ SA8155 ແລະ SA8295. ຄວາມຂັດແຍ້ງລະຫວ່າງກະແສໄຟຟ້າຊົ່ວຄາວ, ກະແສໄຟຟ້າປະຈຳການປະຕິບັດງານ, ປະສິດທິພາບພະລັງງານຢູ່ສະຖານະ standby, ຕົ້ນທຶນ, ແລະ ການອອກແບບ EMC ໃນ SOC ຂັ້ນທຳອິດຂອງໂດເມນຄອງກະບີກາງ (ຈາກແບັດເຕີຣີເຂົ້າສູ່ການປ່ຽນແປງພະລັງງານຂັ້ນທຳອິດ) ໄດ້ກາຍເປັນຄວາມທ້າທາຍໃຫຍ່ສຳລັບການອອກແບບພະລັງງານ BUCK. ວິທີການແກ້ໄຂ ແລະ ດຸນດ່ຽງຄວາມຂັດແຍ້ງເຫຼົ່ານີ້ ແມ່ນທິດທາງດ້ານເຕັກນິກທີ່ຕ້ອງຮ່ວມມືກັນລະຫວ່າງຜູ້ຜະລິດສະຖາປັດຕິກະກຳໄຟຟ້າປ່ຽນ, ຊິບພະລັງງານ, ອິນດັກເຕີ, MOSFET ແລະ ຕົວເກັບໄຟຟ້າ.

1- ສາລະບານເນື້ອໃນ

ບົດຄວາມນີ້ເນັ້ນໃສ່ການອອກແບບພະລັງງານຂັ້ນທຳອິດສຳລັບຕົວຄວບຄຸມພູມິແດນອັດຕະໂນມັດທີ່ມີການປ່ຽນແປງໄຟຟ້າແຮງດັນສູງ (100-300%), ການສຳຫຼວດອອກແບບພະລັງງານ DC-DC ທີ່ປ່ຽນແປງ, ລວມເຖິງວິທີການອອກແບບພະລັງງານ, ການເລືອກຂດລວດແລະຄອນເດັ້ນເຊີ, ແລະວິທີການອອກແບບອື່ນໆ, ໃນຂະນະດຽວກັນກໍ່ແກ້ໄຂບັນຫາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຂະໜາດ, ຕົ້ນທຶນ, ປະສິດທິພາບ ແລະ ປະສິດທິຜົນ, ແລະ ອະທິບາຍການອອກແບບຈິງ.

ບົດນີ້ໃຊ້ຕົວຄວບຄຸມພູມິແດນ Qualcomm SA8295 ເປັນຕົວຢ່າງເພື່ອສຳຫຼວດ ແລະ ດຳເນີນການທົດສອບ ແລະ ຢັ້ງຢືນພະລັງງານຂັ້ນທຳອິດ BUCK ທີ່ປ່ຽນແປງ, ເພື່ອສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຜົນການທົດສອບຕອບສະໜອງກັບການອອກແບບທີ່ຄາດຫວັງຫຼືບໍ່.

ຊຸດບົດຄວາມນີ້ປະກອບດ້ວຍສາມບົດ:

01- ຖອດລະຫັດການອອກແບບພະລັງງານຂັ້ນທຳອິດຂອງຕົວຄວບຄຸມພູມິແດນລົດຍົນ Qualcomm: ການອອກແບບ ແລະ ຄຳນວນພະລັງງານ

02- ຖອດລະຫັດການອອກແບບພະລັງງານຂັ້ນທຳອິດຂອງຕົວຄວບຄຸມພູມິແດນລົດຍົນ Qualcomm: ການອອກແບບແຜນຜັງ ແລະ ການອອກແບບ PCB

03- ການຖອດລະຫັດການອອກແບບອຸປະກອນຄວບຄຸມພື້ນທີ່ລົດຍົນ Qualcomm ຂັ້ນຕອນທຳອິດ: ການວິເຄາະການວັດແທກການທົດສອບປະສິດທິພາບ (ບົດນີ້)

2- ເປົ້າໝາຍການຢືນຢັນ

ຂໍ້ກຳນົດກະແສໄຟຟ້າຊົ່ວຄາວ SA8295 ມີດັ່ງນີ້:

ໝາຍເຫດ: ການເປີດໃຊ້ງານ NPU ຕ້ອງການກະແສໄຟຟ້າເພີ່ມເຕີມ. ການອອກແບບນີ້ບໍ່ລວມເອົາກະແສໄຟຟ້າອອກແບບ NPU (3A+3A).

3- ສະພາບແວດລ້ອມແລະເງື່ອນໄຂການທົດສອບ

3.1 ເງື່ອນໄຂການທົດສອບ

ອຸນຫະພູມອ້ອມ: 25°C (ຈິງຈັງ 24-27°C, ຄິດໄລ່ເປັນ 25°C)

3.2 ເຄື່ອງມືທົດສອບ ແລະ ວິທີການທົດສອບ

3.3 ແຜນຜັງວົງຈອນ ແລະ PCB

ແຜນສະແດງສັນຍາລັກ

PCB

4- ການຢືນຢັນການທົດສອບ

ກວດສອບປະສິດທິພາບຂອງຄວາມເຄື່ອນໄຫວ, ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງແຮງດັນ, ຄວາມໝັ້ນຄົງ, ອຸນຫະພູມທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະ ປະສິດທິຜົນທີ່ສະແດງອອກໂດຍຄວາມສາມາດໃນການຮັບພະຈອດສະຖານະຖາວອນໃນແຮງດັນຕ່າງໆ (9-16V). ຈຳກັດດ້ວຍພື້ນທີ່, ເລືອກຊີ້ວັດປະສິດທິພາບຫຼັກໆ ສຳລັບການກວດສອບ.

1 ຄວາມເຄື່ອນໄຫວ: ຄວາມເຄື່ອນໄຫວພາຍໃຕ້ແຮງດັນປ້ອນແລະກະແສພະຈອດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ;

2 ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງແຮງດັນ: ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງແຮງດັນຜົນໄດ້ຮັບພາຍໃຕ້ແຮງດັນປ້ອນແລະກະແສພະຈອດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ;

3 ຄວາມສາມາດໃນການຮັບພະຈອດ: ການທົດສອບເສັ້ນໂຄ້ງກະແສ, ແຮງດັນຜົນໄດ້ຮັບ, ແລະ ປະສິດທິຜົນ;

4 ຄຸນລັກສະນະການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມ: ກວດສອບວ່າເງື່ອນໄຂການເຮັດວຽກຕອບສະໜອງຕາມຂໍ້ກຳນົດຫຼືບໍ່.

4.1 ຄວາມສາມາດໃນການຮັບພະຈອດຕ່ຳ (9.0V)

4.2 ຄວາມສາມາດໃນການຮັບພະລັງງານປົກກະຕິ (13.5V)

4.3 ຄວາມສາມາດໃນການຮັບພະລັງງານສູງ (16.0V)

4.4 ການທົດສອບກະແສໄຟຟ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ

5. ສະຫຼຸບການທົດສອບ

5.1 ຜົນການທົດສອບ

ຈຸດສຳຄັນທີ່ຄວນສັງເກດ:

①ເປົ້າໝາຍຫຼັກຂອງການອອກແບບແມ່ນເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການດ້ານກະແສໄຟຟ້າຊົ່ວຄາວ ແລະ ກະແສໄຟຟ້າທີ່ເຮັດວຽກຢ່າງເຂົ້າເດີ່ນ. ຖ້າອອກແບບຕາມຄ່າສູງສຸດທັງໝົດ, ຕົ້ນທຶນ ແລະ ຂະໜາດຈະເພີ່ມຂຶ້ນ (ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງການອອກແບບ PCB ຫຼຸດລົງ), ແຕ່ໃນຄວາມເປັນຈິງແລ້ວບໍ່ມີເງື່ອນໄຂດັ່ງກ່າວທີ່ມັນເຮັດວຽກຢູ່ 18A ຢ່າງເຂົ້າເດີ່ນ;

②ຄວາມຜັນຜວນສາມາດບັນລຸໄດ້ງ່າຍໂດຍໃຊ້ຕົວເກັບປະຈຸແບບເຊີຣາມິກ, ທັງໝົດຕ່ຳກວ່າ 50mV;

③ຂດລວງພະລັງງານມີ DCR ແລະ ຄຸນລັກສະນະກະແສໄຟຟ້າອັດຕະໂນມັດທີ່ດີເລີດ, ກະແສໄຟຟ້າຜົນຜະລິດຈິງຈະໄດ້ 21A;

④ການອອກແບບນີ້ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ເກີນ 20 ອັມແປຣ໌ ໃນໄລຍະເວລາສັ້ນໆ, ເຊິ່ງຮັກສາລະດັບທີ່ດີຂອງປະສິດທິພາບ 8-12A ແລະ ອຸນຫະພູມທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ.

6- ວັດສະດຸຫຼັກວົງຈອນ

7- ການເລືອກຕົວເກັບພະລັງງານ (Inductor)

ເນື່ອງຈາກເປັນອົງປະກອບສຳຄັນຂອງແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານຂັ້ນທີ່ໜຶ່ງໃນໂມດູນຄວບຄຸມລົດຍົນ, ຄຸນສົມບັດຂອງຕົວເກັບພະລັງງານ (inductor) ຈຶ່ງມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື ແລະ ປະສິດທິພາບໃນການປ່ຽນແປງຂອງແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານ DC-DC. ໃນແບບອອກແບບແກ້ໄຂນີ້, ໄດ້ນຳໃຊ້ຕົວເກັບພະລັງງານຮູບແບບ CODACA ຮຸ່ນ VSEB0660-1R0M ທີ່ຜ່ານມາດຕະຖານລົດຍົນ. ລຳດັບນີ້ມີຄຸນສົມບັດດ້ານການສູນເສຍຕ່ຳ, ປະສິດທິພາບສູງ, ພິດຕິຍາຍກວ້າງ, ຕ້ານທານກັບກະແສສັ້ນຈົນເຕັມຄວາມສາມາດໄດ້ດີ, ການຜະລິດຄວາມຮ້ອນຕ່ຳ ແລະ ມີອັດຕາຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕໍ່ປະສິດທິພາບສູງ. ການອອກແບບແບບບາງມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານຊັ້ນນຳໃນອຸດສາຫະກຳ, ເຮັດໃຫ້ເໝາະສຳລັບການພັດທະນາ ແລະ ການນຳໃຊ້ໃນແພລດຟອມ Qualcomm.