開關穩壓器是采用單片結構還是通過控製器構建?
發布時間:2023-08-09 來源:ADI 責任編輯:wenwei
【導讀】開關穩壓器可以采用單片結構,也可以通過控製器構建。在單片式開關穩壓器中,各功率開關(一般是MOSFET)會集成在單個矽芯片中。使用控製器構建時,除了控製器IC,還必須單獨選擇半導體和確定其位置。選擇MOSFET非常耗費時間,且需要對開關的參數有一定了解。使用單片式設計時,設計人員無需處理這些問題。
此ci外wai,相xiang比bi高gao度du集ji成cheng的de解jie決jue方fang案an,控kong製zhi器qi解jie決jue方fang案an通tong常chang會hui占zhan用yong更geng多duo的de電dian路lu板ban空kong間jian。所suo以yi,毫hao不bu意yi外wai多duo年nian來lai人ren們men越yue來lai越yue多duo地di采cai用yong單dan片pian式shi開kai關guan穩wen壓ya器qi,如ru今jin,即ji使shi對dui於yu更geng高gao功gong率lv,也ye有you大da量liang的de解jie決jue方fang案an可ke供gong選xuan擇ze。圖tu1左側是單片式降壓轉換器,右側是控製器解決方案。
圖 1. 單片式降壓轉換器(左);帶外部開關的控製器解決方案(右)。
雖sui然ran單dan片pian式shi解jie決jue方fang案an需xu要yao的de空kong間jian較jiao少shao,也ye簡jian化hua了le設she計ji流liu程cheng,但dan另ling一yi方fang麵mian,控kong製zhi器qi解jie決jue方fang案an的de優you勢shi是shi更geng加jia靈ling活huo。設she計ji人ren員yuan可ke以yi為wei控kong製zhi器qi解jie決jue方fang案an選xuan擇ze經jing過guo優you化hua、適shi合he特te定ding應ying用yong的de開kai關guan管guan,也ye可ke以yi控kong製zhi開kai關guan管guan的de柵zha級ji,所suo以yi能neng夠gou通tong過guo更geng巧qiao妙miao地di部bu署shu無wu源yuan組zu件jian來lai影ying響xiang開kai關guan邊bian沿yan。此ci外wai,控kong製zhi器qi解jie決jue方fang案an適shi合he高gao功gong率lv,因yin為wei可ke以yi選xuan擇ze大da型xing分fen立li式shi開kai關guan管guan,且qie開kai關guan損sun耗hao會hui遠yuan離li控kong製zhi器qiIC。
但dan是shi,除chu了le這zhe些xie熟shu知zhi的de單dan片pian式shi解jie決jue方fang案an的de有you利li和he不bu利li因yin素su之zhi外wai,還hai有you一yi個ge因yin素su容rong易yi忽hu略lve。在zai開kai關guan穩wen壓ya器qi中zhong,所suo謂wei的de熱re回hui路lu是shi實shi現xian低di輻fu射she的de決jue定ding因yin素su。在zai所suo有you開kai關guan穩wen壓ya器qi中zhong,應ying盡jin量liang優you化huaEMC。實現優化的基本原則之一是:最zui小xiao化hua各ge個ge熱re回hui路lu中zhong的de寄ji生sheng電dian感gan。在zai降jiang壓ya轉zhuan換huan器qi中zhong,輸shu入ru電dian容rong和he高gao壓ya側ce開kai關guan之zhi間jian的de路lu徑jing,高gao壓ya側ce開kai關guan和he低di壓ya側ce開kai關guan之zhi間jian的de連lian接jie,以yi及ji低di壓ya側ce開kai關guan和he輸shu入ru電dian容rong之zhi間jian的de連lian接jie都dou是shi熱re回hui路lu的de一yi部bu分fen。它ta們men都dou是shi電dian流liu路lu徑jing,其qi中zhong的de電dian流liu隨sui開kai關guan切qie換huan的de速su度du而er變bian化hua。通tong過guo快kuai速su的de電dian流liu變bian化hua,因yin寄ji生sheng電dian感gan形xing成cheng電dian壓ya偏pian移yi,可ke以yi作zuo為wei幹gan擾rao耦ou合he到dao不bu同tong的de電dian路lu部bu分fen。
所以,這些熱回路中的寄生電感必須保持盡可能低。圖2用yong紅hong色se標biao出chu各ge熱re回hui路lu路lu徑jing,左zuo側ce為wei單dan片pian式shi開kai關guan穩wen壓ya器qi,右you側ce為wei控kong製zhi器qi解jie決jue方fang案an。我wo們men可ke以yi看kan到dao,單dan片pian式shi解jie決jue方fang案an具ju有you兩liang大da優you勢shi。一yi,其qi熱re回hui路lu比bi控kong製zhi器qi解jie決jue方fang案an的de熱re回hui路lu小xiao。二er,高gao壓ya側ce開kai關guan和he低di壓ya側ce開kai關guan之zhi間jian的de連lian接jie路lu徑jing非fei常chang短duan,且qie隻zhi在zai矽gui芯xin片pian上shang完wan成cheng走zou線xian。兩liang者zhe相xiang比bi,對dui於yu帶dai控kong製zhi器qiIC的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),連(lian)接(jie)的(de)電(dian)流(liu)路(lu)徑(jing)必(bi)須(xu)通(tong)過(guo)封(feng)裝(zhuang)的(de)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)布(bu)線(xian),通(tong)常(chang)采(cai)用(yong)的(de)鍵(jian)合(he)線(xian)和(he)引(yin)線(xian)框(kuang)架(jia)具(ju)有(you)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)。這(zhe)會(hui)導(dao)致(zhi)更(geng)高(gao)的(de)電(dian)壓(ya)偏(pian)置(zhi),以(yi)及(ji)更(geng)差(cha)的(de)EMC性能。
圖 2. 單片式開關穩壓器(左)和帶控製器IC的解決方案(右),每個都有一些不同形式的熱回路。
結論
單片式開關穩壓器具備額外的,少為人知的EMI優勢,這種幹擾有多強,對電路有什麼影響,具體取決於許多其他參數。但是,就EMC性能而言,單片式開關穩壓器和帶控製器IC的解決方案之間存在差異,這一點值得考慮。
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