關(guān)于開關(guān)頻率，你需要考慮這些事兒
開關(guān)模式電源采用固定、可調(diào)或與外部時鐘同步的頻率進行開關(guān)轉(zhuǎn)換。開關(guān)頻率值決定了電源電容和電感的外形尺寸，因此也決定了其成本。為設(shè)計出小型低成本電路，設(shè)計人員開始使用更高的開關(guān)頻率。
圖 1. ADP2386 降壓變換器，其開關(guān)頻率由電阻 RT 設(shè)置。
在設(shè)計電路時，必須考慮到開關(guān)頻率可能會有20%的變化，由于流經(jīng)電感的峰值電流會隨實際開關(guān)頻率有所不同，因此，電感電流紋波會直接影響輸出電壓紋波。
圖2顯示了開關(guān)頻率對電感電流紋波的影響。圖中，600 kHz的標稱開關(guān)頻率以藍色顯示。最小(540 kHz)開關(guān)頻率以紫色顯示，最大(660 kHz)開關(guān)頻率以綠色顯示。在600 kHz的標稱設(shè)置頻率下，當穩(wěn)壓器在540 kHz頻率下開關(guān)時，可以看到峰峰紋波電流為1.27 A。但是，在600 kHz的相同頻率設(shè)置下，開關(guān)穩(wěn)壓器也能夠在660 kHz頻率下開關(guān)，相應(yīng)的紋波電流為1.05 A。在此例中，220 mA的線圈電流紋波差異可能是由于電路中不同組件的開關(guān)頻率變化導(dǎo)致的。這已經(jīng)超過了整個允許的溫度范圍
圖 2. 受開關(guān)頻率變化影響的峰到峰線圈電流紋波
開關(guān)穩(wěn)壓器的限流值設(shè)置必須考慮這個因素。峰值電流必須足夠低，才能確保在正常運行期間不會激活現(xiàn)有的任何過流保護。
請注意，本例未考慮所有其他可能出現(xiàn)的變化因素，如電感和電容值變化。
圖3顯示了不同的電流紋波變化的相應(yīng)輸出電壓紋波值。電路設(shè)計為開關(guān)頻率為600 kHz時產(chǎn)生4.41 mV紋波電壓。在540 kHz開關(guān)頻率下，紋波電壓為5.45 mV；在660 kHz開關(guān)頻率下，紋波電壓為3.66 mV。
圖 3. 在開關(guān)模式穩(wěn)壓器 IC 中，開關(guān)頻率變化導(dǎo)致的輸出電壓紋波變化
本例中，考慮的唯一變量就是允許的溫度范圍內(nèi)開關(guān)頻率的變化。在實際應(yīng)用中，可能存在許多其他變量，如電感和電容的實際值變化。這些亦受工作溫度的影響。但是，我們也可以假設(shè)，在大多數(shù)情況下，開關(guān)頻率的實際變化不會達到±10%的限值。通常，開關(guān)頻率會在指定范圍中間的典型值附近變化。為了系統(tǒng)地考慮電源中的所有動態(tài)變量，我們可以通過蒙特卡羅分析找到答案。其中不同分量和變量參數(shù)的變化根據(jù)其發(fā)生的概率進行加權(quán)，并相互關(guān)聯(lián)。使用ADI免費提供的 LTspice ? 仿真軟件可進行蒙特卡羅分析。
輸入電壓：4.5 V至20 V
集成MOSFET：44 m?/11 m?
基準電壓：0.6 V ±1%
連續(xù)輸出電流：6 A
可編程開關(guān)頻率：200 kHz至1.4 MHz
同步至外部時鐘：200 kHz至1.4 MHz
180°反相時鐘同步
精密使能和電源良好指示
外部補償
提供外部可調(diào)選項的內(nèi)部軟啟動
啟動后進入預(yù)充電輸出
ADIsimPower設(shè)計工具支持
來源：亞德諾半導(dǎo)體
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