用于智能卡供电的集成式DC/DC转换器设计

基于在NCN6001和NCN6004A特性化中进行的实验，最佳的方案是使用两个并联的4.7μF/10V/陶瓷/X7R电容来实现CRD_VCC滤波。ESR在整个温度范围内不超过50m?，而且标准元件的组合提供一个可以接受的-20%到+20%的容差，成本增加有限。表2给出了最常用电容类型的大致比较。图5显示了对于进行输出电压滤波的不同电容类型，NCN6001或NCN6004A演示板上观察到的CRD_VCC纹波。在上面曲线上观察到的较大且快速的瞬变是非常难以滤除的，因为它们的能量很高。很清楚，铝电容不适合这类应用，应该避免使用。

第二个参数取决于内部比较器的性能、电压参考容限和数字处理。电压参考从一个精确稳定的带隙电路中引出，产生±3%的容差。另一方面，模拟功能的偏差和漂移通过高端集成技术减小。详细分析直流/直流的工作有助于理解每个元件对于输出电压纹波的影响 (参见图2和图6)。

　　在工作中，电感电流在Iv和Ip值之间交替改变，如图6所示。当系统从周期#1反转变为周期#2时，电感中积累的能量传输到负载，而储能电容电压随着能量向它转移而增加。

　令k=R1/(R1+R2)。当Vo大于k*Vref时，内部比较器U1翻转，在时间t1输出电流降为零。相应的，输出电容中载有之前存储在电感中的全部能量，而且输出电压保持增加到参数k*Vref规定的参考值以上。最终电压Vohp代表高端纹波幅度。

此时，输出电压开始下降(因为电感中不再有能量供出)，而且根据负载决定的时间t2，比较器会在Vo小于k*Vref时翻转。直流/直流转换器继续周期#1工作，但是输出电压继续下降，因为要达到Ip电流值(时间t3)需要更多的时间，而且电感从零开始充电 。最后，达到纹波幅度的低端Volp时，周期#2开始一个新的周期。图6的波形图描述了这个机理。

　　本文结论

　　在工作条件中效率为85%的DC/DC转换器被开发应用于智能卡供电，可满足所有复杂的ISO7816-3规范。该系统拥有足够的鲁棒性，可以在负载从零到峰值快速变化时防止系统锁存，即使电池在输入电压范围的任何一端时也可以实现。另外，短路电流保护避免了任何热失控，因为过载电流触发点会随着温度的升高而减少。这种结构已经通过EMV和EMV Co认证程序1级和2级认证，包括EMV2000协议。