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针对负载点消费类电子设备的电源管理解决方案

时间:06-15 来源: 点击:

启引脚可以实现单独转换。
  近年来,将两个输出电压转换为异相的技术得到广泛青睐。实现两个独立电压稳压器在一个系统中的运行可以共享一个输入电容,并以单个转换器频率2倍的比例吸收(draw)纹波电流。当以180°的相位差运行这两个电压稳压器时,总RMS输入电流被降低了,从而减少了所需输入电容的数量。在此情况下,振荡器频率也实现了内部稳定(该频率是转换频率的2倍)。这两个输出端在内部实现了交互转换周期运行(即以180°的相位差运行)。该技术减少了大体积电容的数量,因此降低了系统成本。此外,通过消除两个转换器之间的拍频(beatfrequency),同步技术还减少了EMI。

  DC/DC转换器可以用来实施反馈网络中的内部或外部补偿。外部补偿提供了选择各种电感与电容组合的灵活性,但是对于那些不擅长模拟设计的数字设计师来说,控制环路补偿与稳定性判断标准无疑是非常麻烦的。在此方法中,首先是要选择LC滤波器,然后再决定补偿网络。内部补偿不但简化了设计,而且减少了外部组件的数量,但是设计师必须在一定的LC组件范围内进行选择。因此,必须选择适当的LC滤波器,以保持稳定性。为了降低设计和生产成本,该转换器集成了补偿组件。这样就可以在提供选择电感和输出电容值灵活性的同时,减少组件的总数量。

  使用高阻抗铝电容或低阻抗陶瓷输出大电容

  由于成本较低,铝电解质电容在消费类电子领域非常受欢迎。铝电解质电容具有相对较高的等效串联电阻(ESR),其阻值随着温度的改变会发生很大的变化,但是可提供大电容。为了降低总ESR(随之而来的是降低输出纹波电压),必须将若干个铝电解质电容并联起来,这样会占用较多的空间。而相对较小的陶瓷电容则可以和铝电容并联,以降低纹波电压。无论采用哪种方法,都必须对功率级进行适当的补偿。有了内部补偿组件的帮助,如果在输出滤波器中采用了一个高ESR电容,那么在环路响应中就会引入一个零点,这样会导致环路的不稳定。通过引入一个极点(该极点的单个小型陶瓷电容与较低的分压电阻并联),该零点可以被轻松地去除。

  最新的陶瓷电容技术已将电容值大大提高,并降低了成本。低ESR陶瓷电容将被用于较高的转换频率,并且是铝电解质电容的替代解决方案。在使用具有内部补偿器件的低ESR陶瓷电容时,需要在反馈网络中添加一个零点以减小交叉频率(crossover frcquency)处的增益斜坡,并提供一个相位升压。可以通过将一个小型电容与上面的分压电阻井联来添加一个零点。

  结语

  元器件集成度的提高使数字设计师可以专注于主要工作,而将更多的设计任务留给电源芯片厂商。通过在一个芯片上集成多个转换器、集成排序方案并使用低成本滤波器,DC/DC转换器厂商实现了多种功能的集成,从而降低了成本和复杂度。

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