什么是ITPS？

ITPS功能模块
什么是ITPS？汽车的点火控制系统。该模块可实现由点火控制系统直接控制PC的启动和退出。简单说，就是上车一拧钥匙，PC延时5s自动开机（躲过启动发动机时的用电峰值），下车一拔钥匙就走人，30s后ITPS给XP发出关机指令，延时30s是防止驾驶时发生意外（如熄火等）导致PC掉电关机。然后再等60s后逐级切断电源，这期间win xp已自己关机了。都说等待win xp启动和关闭是件痛苦的事，ITPS功能模块很好的解决了这个矛盾。

推荐车载电源的一篇外文资料

无主板启动电源——ATX电源接口定义

本人按：也许很多人都用过所谓“易驱线”吧？它可以把IDE口转换成USB接口，这样就可以用电脑上的USB口插普通硬盘用了。“易驱线”是需要独立电源的，可是几乎所有“易驱线”的原配电源几乎都有个问题：很不稳定。电压不足导致硬盘中途停工是常事儿，伤害硬盘不说，最关键的是经常造成重要数据遗失，所以平时都是提心吊胆地用“易驱线”的，而在电脑里的硬盘就没出现过这种事。那何不用我那废弃的电脑电源来给硬盘供电呢？

    其实很简单，只要能把电源打开就行了，可现在的ATX电源都是电位控制开关而非机械开关，这就需要从电源的那一排查线孔中找出可以激活电源的那个针（Pin）。

ATX电源排针（Pin）的标准是这么定义的：

 

    现在很清楚了——要想无主板开启ATX电源，只需要将Pin 14针（绿色线，图中也标绿了）与任意一个GND针（黑色线，图中标灰了）短接就可以了。

大电流便携式DC/DC变换中MOSFET功耗的计算

众所周知，今天的便携式电源设计者所面临的最严峻挑战就是为当今的高性能CPU提供电源。近年来，内核CPU所需的电源电流每两年就翻一番，即便携式内核CPU电源电流需求会高达40A之大，而电压在0.9V和1.75V之间。事实上，尽管电流需求在稳步增长，而留给电源的空间却并没有增加，这个现实已达到甚至超出了在热设计方面的极限。

对于如此大电流的电源，通常将其分割为两个或多相，即每一相提供15A到25A，例如，将一个40A电源变成了两个20A电源。虽然可以使元器件的选择更容易，但是并没有额外增加板上或环境空间，对于减轻热设计的工作基本上没有多大帮助。这是因为在设计大电流电源时，MOSFET是最难确定的器件。这一点在笔记本电脑中尤其显著，在这种环境中，散热器、风扇、热管和其它散热方式通常都留给了CPU。而电源设计常常要面临诸多不利因素,诸如狭小的空间和静止的气流以及其元器件散发的热量等恶劣环境，而且，没有任何其它方式可以用来协助散热。

那么如何挑选MOSFET呢？回答是，在挑选MOSFET时，首先要选择有足够的电流处理能力的，并具有足够的散热通道的，最后还要从量化上考虑必要的热耗和保证足够的散热路径，据此，计算出MOSFET的功耗，并确定它们的工作温度。本文分析了一个多相、同步整流、降压型CPU电源中MOSFET功耗的计算方法。SimWer个人空间-K T|0O:H2q
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lp2q&YI0p01 MOSFET功耗的计算

为了确定一个MOSFET是否适合于特定的应用，必须计算其功耗，MOSFET功耗（PL）主要包含阻性损耗（PR）和开关损耗（PS）两部分，即PL=PR＋PSMOSFET的功耗很大程度上依赖于它的导通电阻RDS(on)，但是，MOSFET的RDS(on)与它的结温Tj有关。而Tj又依赖于MOSFET管的功耗以及MOSFET的热阻θJA。由于功耗的计算涉及到若干个相互依赖的因素，为此，可以采用一种迭代过程获得我们所需要的结果，如图1流程所示。

迭代过程起始于为每个MOSFET假定一个Tj，然后，计算每个MOSFET各自的功耗和允许的环境温度。当允许的环境温度达到或略高于机壳内最高温度设计值时，这个过程便结束了。这是一种逆向的设计方法，因为，先从一个假定的Tj开始计算，要比先从环境温度计算开始容易一些。

能否将这个计算所得的环境温度尽可能地提高呢？回答是不行的。因为，这势必要求采用更昂贵的MOSFET，并在MOSFET下铺设更多的铜膜，或者要求采用一个更大、更快速的风扇产生气流等，所有这些都是不切实际的。

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   对于开关和同步整流MOSFET，可以选择一个允许的最高管芯结温Tj(hot)作为迭代过程的出发点，多数MOSFET的数据手册只规定了＋25℃下的最大RDS(on)，不过最近有些产品也提供了＋125℃下的最大值。MOSFET的RDS(on)随着温度的增高而增加，典型温度系数在0.35％／℃～0.5％／℃之间，如图2所示。如果拿不准，可以用一个较为保守的温度系数和MOSFET的＋25℃规格(或＋125℃规格)，在选定的Tj(hot)下以最大RDS(on)作近似估算，即

式中：RDS(on)SPEC为计算所用的MOSFET导通电阻；

TSPEC为规定RDS(on)SPEC时的温度。

利用计算出的RDS(on)hot可以确定同步整流和

开关MOSFET的功耗。为此，将进一步讨论如何计算各个MOSFET在给定的管芯温度下的功耗，以及完成迭代过程的后续步骤，其整个过程详述如图1所示。

1.1 同步整流的功耗

除最轻负载外，同步整流MOSFET的漏、源电压在开通和关闭过程中都会被续流二极管钳位。因此，同步整流几乎没有开关损耗，它的功耗PL只须考虑阻性损耗即可。最坏情况下的损耗发生在同步整流工作在最大占空比时，也就是输入电压达到最低时。利用同步整流的RDS(on)和工作占空比，通过欧姆定律可以近似计算出它的功耗，即

1.2 开关MOSFET的功耗

开关MOSFET的阻性损耗PR计算和同步整流非常相似，也要利用它的占空比(但不同于前者)和RDS(on)hot，即

开关MOSFET的开关损耗计算起来比较困难，因为它依赖于许多难以量化并且没有规范的因素，这些因素同时影响到开通和关断过程。为此，可以首先用以下粗略的近似公式对某个MOSFET进行评价，然后通过实验对其性能进行验证，即

式中：Crss为MOSFET的反向传输电容(数据手册

中的一个参数)；

fs为开关频率；

Igatb为MOSFET的栅极驱动器在MOSFET处于临界导通(Vgs位于栅极充电曲线的平坦区域)时的吸收／源出电流。

若从成本因素考虑，将选择范围缩小到特定的某一代MOSFET(不同代MOSFET的成本差别很大)，就可以在这一代的器件中找到一个能够使功率耗散最小的器件。这个器件应该具有均衡的阻性和开关损耗,使用更小、更快的器件所增加的阻性损耗将超过它在开关损耗方面的降低，而使用更大〔而RDS(on)更低〕的器件所增加的开关损耗将超过它对于阻性损耗的降低。

如果Vin是变化的，需要在Vin(max)和Vin(min)下分别计算开关MOSFET的功耗。最坏情况可能会出现在最低或最高输入电压下。该功耗是两种因素之和：在Vin(min)时达到最高的阻性耗散(占空比较高),以及在Vin(max)时达到最高的开关损耗。一个好的选择应该在Vin的两种极端情况下具有大致相同的功耗，并且在整个Vin范围内保持均衡的阻性和开关损耗。

如果损耗在Vin(min)时明显高出，则阻性损耗起主导作用。这种情况下，可以考虑用一个电流更大一点的MOSFET(或将一个以上的MOSFET相并联)以降低RDS(on)。但如果在Vin(max)时损耗显著高出，则应该考虑用电流小一点的MOSFET(如果是多管并联的话，或者去掉一个M0SFET)，以便使其开关速度更快一点。如果阻性和开关损耗已达平衡，但总功耗仍然过高，也有多种办法可以解决：

——改变或重新定义输入电压范围；

——降低开关频率以减小开关损耗，或选用RDS(on)更低的MOSFET；

——增加栅极驱动电流，有可能降低开关损耗；

——采用一个技术改进的MOSFET，以便同时获得更快的开关速度、更低的RDS(on)和更低的栅极电阻。

需要指正的是,脱离某个给定的条件对MOSFET的尺寸作更精细的调整是不大可能的，因为器件的选择范围是有限的。选择的底线是MOSFET在最坏情况下的功耗必须能够被耗散掉。

2 关于热阻

按照图1所示，继续进行迭代过程的下一步，以便寻找合适的MOSFET来作为同步整流和开关MOSFET。这一步是要计算每个MOSFET周围的环境温度，在这个温度下，MOSFET结温将达到我们的假定值。为此，首先需要确定每个MOSFET结到环境的热阻θJA。

热阻的估算可能会比较困难。单一器件在一个简单的印刷板上的θJA的测算相对容易一些，而要在一个系统内去预测实际电源的热性能是很困难的，因为，那里有许多热源在争夺有限的散热通道。如果有多个MOSFET被并联使用，其整体热阻的计算方法，和计算两个以上并联电阻的等效电阻一样。

我们可以从MOSFET的θJA规格开始。对于单一管芯、8引脚封装的MOSFET来讲，θJA通常接近于62℃／W。其他类型的封装，有些带有散热片或暴露的导热片，其热阻一般会在40℃／W至50℃／W(见表1所列)。可以用下面的公式计算MOSFET的管芯相对于环境的温升Tj(rise)，即

Tj(rise)=PL×θJA    （5）

接下来，计算导致管芯达到预定Tj(hot)时的环境温度Tambient，即

Tambient=Tj(hot)－Tj(rise)    （6）

如果计算出的θJA低于机壳的最大额定环境温度，必须采用下列一条或多条措施：

——升高预定的Tj(hot)，但不要超出数据手册规定的最大值；

——选择更合适的MOSFET以降低其功耗；

——通过增加气流或MOSFET周围的铜膜降低θJA。

再重算Tambient(采用速算表可以简化计算过程，经过多次反复方可选出一个可接受的设计)。而表1为MOSFET封装的典型热阻。

表1 MOSFET封装的典型热阻

说明：由于封装的机械特性、管芯尺寸和安装及绑定方法等原因，所以同样封装类型的不用器件，以及不同制造商出品的相似封装的热阻也各不相同，为此，应仔细考虑MOSFET数据手册中的热信息。

如果计算出的Tambient高出机壳的最大额定环境温度很多，可以采取下列一条或全部措施：

——降低预定的Tj(hot)；

——减小专用于MOSFET散热的铜膜面积；

——采用更廉价的MOSFET。

这些步骤是可选的，因为在此情况下MOSFET不会因过热而损坏。不过，通过这些步骤只要保证Tambient高出机壳最高温度一定裕量，便可以降低线路板面积和成本。

上述计算过程中最大的误差源来自于θJA。应该仔细阅读数据手册中有关θJA规格的所有注释。一般规范都假定器件安装在4.82g/cm2的铜膜上。铜膜耗散了大部分的功率，不同数量的铜膜θJA差别很大。例如，带有4.82g/cm2铜膜的D－Pak封装的θJA会达到50℃／W。但是如果只将铜膜铺设在引脚的下面，θJA将高出两倍(见表1)。如果将多个MOSFET并联使用，θJA主要取决于它们所安装的铜膜面积。两个器件的等效θJA可以是单个器件的一半，但必须同时加倍铜膜面积。也就是说，增加一个并联的MOSFET而不增加铜膜的话，可以使RDS(on)减半但不会改变θJA很多。最后，θJA规范通常都假定没有任何其它器件向铜膜的散热区传递热量。但在大电流情况下，功率通路上的每个元器件，甚至是印刷板线条都会产生热量。为了避免MOSFET过热，须仔细估算实际情况下的θJA，并采取下列措施：

——仔细研究选定MOSFET现有的热性能方面的信息；

——考察是否有足够的空间，以便设置更多的铜膜、散热器和其它器件；

——确定是否有可能增加气流；

——观察一下在假定的散热路径上，是否有其它显著散热的器件；

——估计一下来自周围元件或空间的过剩热量或冷量。

3 结语

热管理是大电流便携式DC/DC设计中难度较大的领域之一。这种难度迫使我们有必要采用上述迭代流程。尽管该过程能够引领热性能设计者靠近最佳设计，但是还必须通过实验来最终确定设计流程是否足够精确。应计算MOSFET的热性能，为它们提供足够的耗散途径，然后在实验室中检验这些计算，这样有助于获得一个耐用而安全的热设计。

电源基本知识问答（20条）

1、电源的基本工作原理是什么？　　答：通过运行高频开关技术将输入的较高的交流电压(AC)转换为PC电脑工作所需要的较低的直流电压(DC)。

　　2、电源的工作流程是怎样的？　　答：当市电进入电源后，先经过扼流线圈和电容滤波去除高频杂波和干扰信号，然后经过整流和滤波得到高压直流电。接着通过开关电路把直流电转为高频脉动直流电，再送高频开关变压器降压。然后滤除高频交流部分，这样最后输出供电脑使用相对纯净的低压直流电。

　　3、EMI电路的主要作用是什么？　　答：EMI电路的作用是滤除由电网进来的各种干扰信号，防止电源开关电路形成的高频扰窜电网。EMI是CCC认证一个重要内容。

　　4、什么是高压整流滤波电路？　　答：高压整流滤波电路由一个整流桥和两个高压电解电容组成。作用是把220V交流市电转换成300V直流电。

　　5、高压电解电容一般有哪几种？　　答：高压电解电容我们通常所说的大电容，一般有两个，由于其耐压值特别高，所以体积非常大。按容量分，高压电解电容一般有330uf、470uf、680uf、820uf、1000uf、1200uf等，耐压值一般是200V，耐温85度。

    6、开关电路的原理是什么？　　答：开关电路的原理是由开关管和PWM（Pulse Width Modulation）控制芯片构成振荡电路，产生高频脉冲。将高压整流滤波电路产生的高压直流电变成高频脉冲直流电，送到主变压器降压，变成低频脉冲直流电。

　　7、低压整流滤波电路的原理是什么？　　答：低频脉冲直流电经过二极管整流后，再由电解电容滤波，这样，输出的就是不同电压的稳定的电流了。由于这里电压已经很低了，所以尽管电容容量很大，通常有1000uf、2200uf等，但由于不需要很高的耐压值，所以电容体积很小。

　　8、辅助电路有什么作用？　　答：300V直流电通过辅助电源开关管成为脉冲电流，通过辅助电源变压器输出二组交流电压，一路经整流、三端稳压器稳压，输出+5VSB，加到主板上作为待机电压；另一路经整流滤波，输出辅助20V电源，供给PWM等芯片工作。有了辅助电路，计算机就可以实现软件开机、关机了。

　　9、什么是PFC？　　答：PFC（Power Factor Correction）即“功率因数校正”，主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。通过CCC认证的电脑电源，都必须增加PFC电路。位置在第二层滤波之后，全桥整流电路之前。PFC有两种，一种是无源PFC（也称被动式PFC），一种是有源PFC（也称主动式PFC）。

　　10、主动式PFC有什么特点？　　答：主动式PFC输入电压可以从90V到270V；功率因数高于0.99，并具有低损耗和高可靠等优点；可用作辅助电源，而不再需要辅助电源变压器；输出DC电压纹波很小，因此采用主动式PFC的电源不需要采用很大容量的滤波电容。

    11、被动式PFC有什么特点？　　答：被动式PFC一般采用电感补偿方法，通过使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，被动式PFC的功率因数不是很高，只能达到0.7~0.8，并且发热量比较大。

　　12、电源的软件开机关机功能通过什么实现的？　　答：电源的软件开机关机功能是通过PW-OK电路实现的。待机时PW-OK向主机输出零电平的电源自检信号，主机停止工作处于待命状态。受控启动后，PW-OK在开关电源输出电压稳定后再延迟几百毫秒由0电平起跳到＋5V，向主机输出高电平的信号。该信号相当于AT电源
的PG信号。主机检测到PW-OK电源完好的信号后启动系统。在主机运行过程中若遇市电掉电或关机时，PW-OK输出信号比ATX开关电源＋5V输出电压提前几百毫秒消失，通知主机触发系统在电源断电前自动关闭，防止突然掉电时硬盘磁头来不及移至着陆区而划伤硬盘。

　　13、什么是传导干扰？　　答：传导干扰是用来衡量电子产品在运行过程中对整个电网发送电子干扰信号大小的一个概念。所有的电子产品在用电时都会对电网发出干扰信号，如果干扰信号过大，就会影响整个电网的用电质量，从而干扰到其他电器的正常运行。因此，大多数国家对电子产品的传导干扰指标都有一个硬性的规定，禁止传导干扰过大的产品生产、销售。

　　14、电源测试中比较重要的有哪些项目？　　答：主要有交叉负载，浪涌，输入电压，纹波噪音，输出短路，过功率，转换效率，功率因数，响应时间，时序，噪音，传导辐射，漏电流，高低温测试等。

　　15、什么是浪涌电流？　　答：浪涌电流指电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。由于输入滤波电容迅速充电，所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。电源应该限制AC开关、整流桥、保险丝、EMI滤波器件能承受的浪涌水平。反复开关环路，AC输入电压不应损坏电源或者导致保险丝烧断。

    16、什么是转换效率？　　答：由于电源在工作中，有部分电能转换成热量损耗掉了。因此，电源必须尽量减少热量的损耗。转换效率就是输出功率除以输入功率的百分比。1.3版电源要求满载下最小转换效率为70%。 2.0版更是将推荐转换效率提高到了80%。

　　17、功率因数与转换效率有什么区别？　　答：尽管功率因数和转换效率都是指电源的利用率，但区别却很大。简单的说，功率因数产生的损耗是电力部门负担，而转换效率的损耗是用户自己负担。可以看得出来，功率因数、EMI等都是对国家电网的保护。

　　18、什么是额定功率？　　答：额定功率是指电源在稳定、持续工作下的最大负载，额定功率代表了一台电源真正的负载能力，比如，一台电源的额定功率是300W，其含义是每天24小时、每年365天持续工作时，所有负载之和不能超过300W。但实际上，电源都有一定的冗余，比如额定功率300W的电源，在310W的时候还能稳定正常工作，但尽量不要超过额定功率使用，否则可能导致电源或其他电脑部件因为过流而烧毁。

　　19、什么是过功率保护？　　答：除了额定功率之外，还有一个数据，叫“过载保护”，英文叫“OPP”。过载保护指电源的负载持续上升，达到某个点了，电源就自动断电，以免出现过流损坏电源或者电脑的其他部件。OPP值通常是额定功率的1.3倍左右，有些厂商把OPP设得太高，其实是不安全的。在额定功率和OPP之间，会有一个区间，比如，新冷钻额定功率300W，OPP为370W，那么，300-370W之间的这个区域就是一个“盲区”。如果在这个区间停留的时间过长（一般可以
持续数十秒时间），很可能导致电源或电脑的其他部件烧毁。

　　20、温控电源的原理是什么？　　答：温控电路主要是通过热敏电阻实现的。当电源开始工作时，风扇供电电压为7V，当电源内温度升高，热敏电阻阻值减小，电压逐渐增加，风扇转速也提高。这样就可以保持机壳内温度保持一个较低的水平。在负载很轻的情况下，能够实现静音效果。负载很大时，能保证散热。

如何设计一个合适的电源

[转载]如何设计一个合适的电源

对于现在一个电子系统来说，电源部分的设计也越来越重要，我想通过和大家探讨一些自己关于电源设计的心得，来个抛砖引玉，让我们在电源设计方面能够都有所深入和长进。

Q1：如何来评估一个系统的电源需求

Answer：对于一个实际的电子系统，要认真的分析它的电源需求。不仅仅是关心输入电压，输出电压和电流，还要仔细考虑总的功耗，电源实现的效率，电源部分对负载变化的瞬态响应能力，关键器件对电源波动的容忍范围以及相应的允许的电源纹波，还有散热问题等等。功耗和效率是密切相关的，效率高了，在负载功耗相同的情况下总功耗就少，对于整个系统的功率预算就非常有利了，对比LDO和开关电源，开关电源的效率要高一些。同时，评估效率不仅仅是看在满负载的时候电源电路的效率，还要关注轻负载的时候效率水平。至于负载瞬态响应能力，对于一些高性能的CPU应用就会有严格的要求，因为当CPU突然开始运行繁重的任务时，需要的启动电流是很大的，如果电源电路响应速度不够，造成瞬间电压下降过多过低，造成CPU运行出错。一般来说，要求的电源实际值多为标称值的＋－5%，所以可以据此计算出允许的电源纹波，当然要预留余量的。散热问题对于那些大电流电源和LDO来说比较重要，通过计算也是可以评估是否合适的。

Q2：如何选择合适的电源实现电路

Answer：根据分析系统需求得出的具体技术指标，可以来选择合适的电源实现电路了。一般对于弱电部分，包括了LDO（线性电源转换器），开关电源电容降压转换器和开关电源电感电容转换器。相比之下，LDO设计最易实现，输出纹波小，但缺点是效率有可能不高，发热量大，可提供的电流相较开关电源不大等等。而开关电源电路设计灵活，效率高，但纹波大，实现比较复杂，调试比较烦琐等等。

Q3：如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数

Answer：很多的未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理，比如担心开关电源的干扰问题，PCB layout问题，元器件的参数和类型选择问题等。其实只要了解了，使用一个开关电源设计还是非常方便的。一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分，有些控制器会将MOSFET集成到芯片中去，这样使用就更简单了，也简化了PCB设计，但是设计的灵活性就减少了一些。开关控制器基本上就是一个闭环的反馈控制系统，所以一般都会有一个反馈输出电压的采样电路以及反馈环的控制电路。因此这部分的设计在于保证精确的采样电路，还有来控制反馈深度，因为如果反馈环响应过慢的话，对瞬态响应能力是会有很多影响的。而输出部分设计包含了输出电容，输出电感以及MOSFET等等，这些的选择基本上就是要满足一个性能和成本的平衡，比如高的开关频率就可以使用小的电感值（意味着小的封装和便宜的成本），但是高的开关频率会增加干扰和对MOSFET的开关损耗，从而效率降低。使用低的开关频率带来的结果则是相反的。对于输出电容的ESR和MOSFET的Rds_on参数选择也是非常关键的，小的ESR可以减小输出纹波，但是电容成本会增加，好的电容会贵嘛。开关电源控制器驱动能力也要注意，过多的MOSFET是不能被良好驱动的。一般来说，开关电源控制器的供应商会提供具体的计算公式和使用方案供工程师借鉴的。
Q4：如何调试开关电源电路

Answer：有一些经验可以共享给大家

1: 电源电路的输出输出通过低阻值大功率电阻接到板内，这样在不焊电阻的情况下可以先做到电源电路的先调试，避开后面电路的影响。

2: 一般来说开关控制器是闭环系统，如果输出恶化的情况超过了闭环可以控制的范围，开关电源就会工作不正常，所以这种情况就需要认真检查反馈和采样电路。特别是如果采用了大ESR值的输出电容，会产生很多的电源纹波，这也会影响开关电源的工作的。

直流稳压电源的设计

这篇文章不错，其实也就是教材上的东西，但详细告诉我我们一些参数的计算，让我们知道我们所谓的经验值是怎么来的。一些模糊的概念也可以清晰起来