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          利用集成化開關(guān)穩(wěn)壓器簡化電源設(shè)計

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          作者: 時間:2010-01-18 來源: 收藏

            一提到設(shè)計,大多數(shù)工程師都會感到撓頭,他們往往會問“從哪里入手呢”。首先先必須確定的拓撲,包括降壓、升壓、flyback、半橋和全橋等,還要確定控制方案、電壓模式、電流模式、固定導通時間等。其他問題還包括:(1)的頻率特性如何?這將決定應該使用何種電感和電容,以滿足輸出紋波和負載暫態(tài)響應的要求。(2)為了確保整個電路在各種負載、溫度條件下的穩(wěn)定性,應該采用哪種補償方案呢?(3)選擇“合適的”MOSFET也并非小事一樁。驅(qū)動電路能否控制MOSFET的柵電容?寄生電容和Rds(on)又將如何影響總功耗?

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/104556.htm

            但需要回答的問題還不僅僅局限于此。PCB設(shè)計工程師可能會來告訴你,PCB板上沒有足夠的空間來容納所有選定的元件。控制器應該放在哪里?或者,MOSFET、輸入電容、電感、輸出電容、控制電路等等又該放在哪里?采用何種接地方案?PGND和AGND在哪里連接?為了獲得最佳的電磁干擾(EMI)性能或消除噪聲干擾,如何才能盡量減少AC環(huán)路?散熱器應放在哪里?氣流的方向如何?應該使用多少過孔?

            上述這些問題表明,電源的設(shè)計不是一項簡單的任務。但Intersil的集成化FET DC/DC穩(wěn)壓器使降壓電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計變得輕松自如。這些IC芯片內(nèi)部已經(jīng)解決了大多數(shù)棘手問題,并對各種配置進行了優(yōu)化,如MOSFET尺寸、驅(qū)動電路、電流感應元件及限流、環(huán)路補償、溫度補償及過熱保護等。開關(guān)頻率高達1MHz以上,因此可以使用小型電感和陶瓷電容,這些電感和電容是許多制造商的標準產(chǎn)品。最后,對于大多數(shù)解決方案,Intersil還提供了評估電路板和推薦的PCB設(shè)計,供客戶參考。

            集成化FET DC/DC轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢

            圖1是一個完整的4A轉(zhuǎn)換器的典型應用電路,采用ISL8014芯片。這種電路僅需極少的外部組件。圖2是ISL8014集成FET硅芯片的框圖。同一個芯片集成了眾多的特性和功能,從而使得電源設(shè)計變得非常輕松。

            

          圖1:4A集成FET功率轉(zhuǎn)換器的典型應用示意圖。

           

            圖1:4A集成FET功率轉(zhuǎn)換器的典型應用示意圖。

            1.內(nèi)置MOSFET

            請注意圖2具有VIN管腳到LX管腳的高邊功率P溝道MOSFET,以及LX管腳到PGND管腳的低邊N溝道MOSFET,因此不需要再浪費時間去尋找合適的MOSFET。這些內(nèi)置MOSFET與驅(qū)動電路一起,在開關(guān)頻率、負載電流、輸入電壓、溫度范圍等方面可以滿足廣泛的應用需求。

            

          圖2:4A集成FET功率轉(zhuǎn)換器內(nèi)部電路框圖。

           

            圖2:4A集成FET功率轉(zhuǎn)換器內(nèi)部電路框圖。

            驅(qū)動電路的上升和下降時間約為3ns,在EMI噪聲和功耗之間達到了最佳平衡。非重疊時間、高邊和低邊MOSFET的開/關(guān)轉(zhuǎn)換時間(或稱死區(qū)時間)都得到很好控制,以免出現(xiàn)直通現(xiàn)象。在LX到PGND管腳之間,不需要另外使用肖特基二極管來提高效率。開關(guān)波形請見圖3a和圖3b。

            

          <p>圖3a:LX 開關(guān)波形(降壓)。

           

            圖3a:LX 開關(guān)波形(降壓)。



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