DC/DC轉(zhuǎn)換器抑制紋波的必要性和用途

1、電源的構(gòu)成

采用線性電壓調(diào)整器還是DC/DC轉(zhuǎn)換器

在討論機(jī)器的電源構(gòu)成時(shí)，是否在為采用線性電壓調(diào)整器還是DC/DC轉(zhuǎn)換器而煩惱?當(dāng)LSI的工作電壓下降，工作于i.8V或1.2V工作時(shí)，如線性電壓調(diào)整器用于來自5V線路或鋰離子電池的驅(qū)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生大量的熱損耗，不能有效地使用能量效率。眾所周知，在這種情況下如果使用降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，能高效率地轉(zhuǎn)換電壓。但是，如使用DC/DC轉(zhuǎn)換器，會(huì)立刻有許多例如[產(chǎn)生噪聲]、[外置零部件多而導(dǎo)致成本增高]、[設(shè)置定數(shù)的手續(xù)繁雜]等由于[使用時(shí)所需要的事項(xiàng)]而阻礙使用的意見。

本次調(diào)查記錄中，通過說明TORF,X的DC/DC轉(zhuǎn)換器XC9235/XC9236/XC9237的工作狀況，來理解DC/DC轉(zhuǎn)換器的基本特征和工作原理。此外，XC9230/XC9236/XC9237系列的外置零部件少，是不需調(diào)整定數(shù)的一體集中型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特長(zhǎng)在于同時(shí)滿足低噪聲和提高功率轉(zhuǎn)換效率雙方面，是應(yīng)用與無線機(jī)器等深受歡迎的IC。

2、降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器IC XC9235/XC9236/XC9237的特征

最近出現(xiàn)了很多只為外置零部件少的降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器追加線圈和電容即可簡(jiǎn)單地達(dá)到工作目的的產(chǎn)品。這是因?yàn)橹蛔芳?只即使與LDO電壓調(diào)整器相比也屬小型的線圈來構(gòu)成零部件，即可簡(jiǎn)單地得到高效率電源。

XC9235/XC9236/XC9237系列

特瑞仕半導(dǎo)體公司的XC9235/XC9236/XC9237系列產(chǎn)品，內(nèi)置了采用P溝道MOSFET和N溝道MOSFET輸出電流驅(qū)動(dòng)器的降壓同步整流型DC/DC轉(zhuǎn)換器。由內(nèi)部的IC來決定為穩(wěn)定工作所需要的電路定數(shù)，外置零部件只需要產(chǎn)品目錄中記載的輸入和輸出電容及線圈即可工作，是一體集中型DC/DC轉(zhuǎn)換器。能提供高達(dá)600mA的輸出電流。(參照?qǐng)D1)

這種Ic隨型號(hào)不同而控制方式也不同.XC9235為PWM工作、XC9236為PWM，PFM自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作、XC9237PWM/PFM自動(dòng)轉(zhuǎn)換工作以外，還具備另加的用手動(dòng)信號(hào)固定于PWM工作功能的產(chǎn)品。備有1.2MHz和3MHz兩種開關(guān)動(dòng)作頻率的產(chǎn)品。可以按需要如重視能量轉(zhuǎn)換率則選擇l.2MHz:如優(yōu)先小型化則選擇比線圈尺寸還小的3MHz產(chǎn)品。此外，還備有可選擇的豐富功能和特性能對(duì)應(yīng)于各種不同用途，

高速數(shù)啟動(dòng)和CL放電功能，可使導(dǎo)通、切斷時(shí)的上升和下降怏速地進(jìn)行，能方便地設(shè)置組合電源的順序，
1.XC9235/XC9236/XC9237的選擇表

提供了SOT-25和USP-6C(2.OmmX l.8mm t;0.6mmMAX)、USP6EL (2.Omm×1.8mm t=0.4mmMAX)封裝.

照片l表示封裝的大致外觀，照片2表示與周圍零部件組合的實(shí)裝電路扳，

圖2表示XC923 5/XC92 36/XC92 37的內(nèi)部方框圖

圖2表示XC923 5/XC92 36/XC9237的內(nèi)部方框圖。

內(nèi)部電路由基準(zhǔn)電壓、誤差放大器、振蕩器、指示燈波形、PWM比較器、UVLO、限定電流電路等構(gòu)成，固定輸出電壓型由激光微調(diào)固定調(diào)整了內(nèi)部電阻RUR2的電阻比.工作電壓范圍在l.8V--6V之間，此外，內(nèi)部調(diào)整了放大器的相位補(bǔ)償及送信頻率、軟啟動(dòng)時(shí)間等，可以完全無須調(diào)整地使用。
3、新的試驗(yàn)和實(shí)施

■PWlldUPFM自動(dòng)轉(zhuǎn)捷工作

降低損耗

使用DC/DC轉(zhuǎn)換器所期待的最大目的之一是高效率地轉(zhuǎn)換能量。提高效率的方法在于降低損耗，

如圖3所示，作為發(fā)生損耗的問題，可以列舉Ic的消耗電流、驅(qū)動(dòng)器晶體管導(dǎo)通電阻產(chǎn)生的熱

損耗，線圈的串聯(lián)連接而產(chǎn)生的損耗等重大原因。

圖3降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的主要能量損耗部分

PFM控制工作和PWM控翻工作

在此，對(duì)應(yīng)于負(fù)載電流控制開關(guān)次數(shù)的PFM控制工作非常有效.PFM工作是在負(fù)載電流小時(shí)，進(jìn)行減少單位時(shí)間內(nèi)開關(guān)次數(shù)的工作，力圖佯低消耗電流和貫通電流等無效電流來提高效率，這種Ic由PFM工作把無負(fù)載時(shí)的消耗電流抑制在15pA以下。隨負(fù)載電流增大Ic的消耗電流相對(duì)地變至極小，此時(shí)要求紋波電壓更小的PWM工作狀態(tài)。