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电源转换芯片TPS5430及其应用

作者:时间:2012-10-02来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/176168.htm

三、在地震前兆观测数据采集系统中的

  数据采集系统是地震前兆观测仪器的重要组成部分, 它将传感器探测到的微弱模拟信号成数字信号, 并运算, 为后续的地震分析提供可靠数据。

  最初, 我们曾采用MAX1626等为TJ - 2型体积式应变仪数据采集系统供电,但在测试中我们发现系统工作不稳定, 仪器会出现自动重启现象。究其原因, 发现是MAX1626等带负载能力不足够大造成的。因此, 经过多方考察, 我们最终选用带负载能力强、效率高、外围器件少的, 为数据采集系统的A /D模块和数据处理模块供电, 原理如图3。

图3 数据采集系统原理图。

图3 数据采集系统原理图。

  1.电路设计

  在对TJ - 2型体积式应变仪数据采集系统的供电电源设计过程中, 首先要根据工作要求确定设计参数, 然后根据参数设计电路和选择外围元器件。

  (1) 设计参数要求

  输入电压范围: 10.8~19.8V;输出电压: 5V;输入波纹电压: 300mV;输出波纹电压: 30mV;输出额定电流: 3A.

  (2) 电路

  本系统电源设计选用的经典电路, 如图4。

图4 1018~1918V输入转5V输出电压应用电路图

图4 1018~1918V输入转5V输出电压电路图

(3) 元件的选择

  ①输入电容。

  TPS5430需要一个稍大些的退耦电容。这里推荐10μF (C 1) 的高性能陶瓷电容。也可以选择小一点的电容, 但要满足输入电压和额定电流波纹要求。

  ②输出滤波器件。

  输出滤波器件, 即L 1、C 2.TPS5430具有内部补偿电路。输出电感与最大输出电流有关, 这里选择15μH电感。

  输出电容是影响额定电压、额定波纹电流和等价阻抗( ESR) 的重要设计因素。此应用中选择220μF输出电容, 此时电路中产生的RMS波纹电流为143mA, 需要最大的ESR为40MΩ。

  ③输出电压设置。

  输出电压由VSENSE脚的电阻(R 1、R 2 ) 决定。如果输出电压5.0V, 参考电压1.221V, R1为10kΩ, 则确定R2为3.24kΩ。

  ④ BOOT (启动) 电容。

  BOOT电容C 2选择0.01μF.

  ⑤捕获二极管。

  TPS5430需要外部捕获二极管, 选择B340A, 它的反向电压为40V, 正向电流3A, 正向电压0.5V.

  2.电路板设计

  TI公司推荐了TPS5430的10.8~19.8V输入转5V输出电压电路板布线和元器件放置方式图, 如图5。

  TPS5430的电路板设计过程中要遵循一般电源芯片电路的设计原则, 以达到预期效果。另外还有两点需要注意:

  ① PowerPAD要求与地相连, 可在芯片正下方放置焊盘, 并打过孔, 以方便正确马爱虹等: 电源转换芯片TPS5430应用焊接。

  ②对ENA脚没有特殊要求时可悬空, 也可预留出信号过孔。

图5 电路板设计图

图5 电路板设计图

  四、结 语。

  目前, 利用TPS5430电源供电的TJ22型体积式应变仪的数据采集仪器已经在内蒙古、云南等很多地震台站中得到实际应用。经过验证电源工作状况良好, 各项性能均能满足工作要求, 可推广到其他硬件设计中。

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