在生活中,你可能接觸過各種各樣的電子產品,那么你可能并不知道它的一些組成部分,比如它可能含有的降壓轉換器,那么接下來讓小編帶領大家一起學習降壓轉換器。
外部開關和集成開關
降壓轉換器解決方案中有許多集成開關和外部開關。后者通常稱為降壓或降壓控制器。兩種交換機都有明顯的優(yōu)缺點,因此在兩種交換機之間進行選擇時必須考慮它們各自的優(yōu)缺點。
許多集成交換機的優(yōu)點是組件數(shù)量少。這一優(yōu)勢使這些開關更小,可用于許多低電流應用。由于它們的集成性,因此可以在表現(xiàn)出良好的EMI性能的同時,保護它們免受高溫或其他外部影響。但是它們也有缺點,即電流和散熱限制。盡管外部開關具有更大的靈活性,但電流處理能力僅受外部FET選擇的限制。不利的一面是外部開關需要更多的組件,并且必須加以保護以避免潛在問題引起的損壞。
為了處理更高的電流,開關必須更大,這使得集成更加昂貴,因為它占用了更多的寶貴芯片空間并且需要更大的封裝。另外,功耗也是一個問題。因此,我們可以得出結論,對于更高的輸出電流(通常高于5A),最好使用外部開關。
同步整流和異步整流
僅具有一個開關的異步或非同步整流器降壓轉換器在低側路徑中需要續(xù)流二極管,而在具有兩個開關的同步整流器降壓轉換器中,第二個開關替代了上述續(xù)流二極管。 與同步解決方案相比,異步整流器具有提供更便宜解決方案的優(yōu)勢,但是效率不是很高。
使用同步整流器拓撲并將外部肖特基二極管與低電平開關并聯(lián)連接將實現(xiàn)最高效率。 與肖特基二極管相比,由于處于“導通”狀態(tài)的電壓降較小,因此該低電平開關的較高復雜性提高了效率。 在空載時間內(兩個開關均關閉),外部肖特基二極管的壓降性能低于FET的內部背柵二極管。
外部補償和內部補償
一般來說,使用外部開關的降壓控制器可以提供外部補償,因為它們適用于廣泛的應用。外部補償有助于控制環(huán)路適應各種外部組件,例如FET,電感器和輸出電容器。
對于帶有集成開關的轉換器,通常同時使用外部補償和內部補償。內部補償可實現(xiàn)極快的過程驗證周期和更小的PCB解決方案尺寸。
內部補償?shù)膬?yōu)勢可歸因于易用性(因為僅需配置輸出濾波器),快速設計和少量組件,因此它可為低電流應用提供小尺寸解決方案。缺點是靈活性很差,并且必須對輸出濾波器進行內部補償。外部補償提供了更大的靈活性??梢愿鶕?jù)所選的輸出濾波器來調整補償。同時,對于較大的電流,補償可能是較小的解決方案,但這種應用更加困難。
電流模式控制和電壓模式控制
穩(wěn)壓器本身可以在電壓模式或電流模式下進行控制。在電壓模式控制中,輸出電壓為控制環(huán)路提供初級反饋,通常通過使用輸入電壓作為次級控制環(huán)路來增強瞬態(tài)響應性能,從而增強前饋補償。在電流模式控制中,電流為控制回路提供主要反饋。根據(jù)控制回路,該電流可以是輸入電流,電感器電流或輸出電流。次級控制回路是輸出電壓。
電流模式控制具有提供快速反饋環(huán)路響應的優(yōu)勢,但需要斜率補償,用于電流測量的開關噪聲濾波以及電流檢測分支上的功率損耗。電壓模式控制不需要斜率補償,并且可以通過前饋補償提供快速的反饋環(huán)路響應。盡管建議使用瞬態(tài)響應來提高性能,但誤差放大器電路可能需要更高的帶寬。
電流和電壓模式控制拓撲都適合在大多數(shù)應用中進行調整。在許多情況下,電流模式控制拓撲需要一個額外的電流環(huán)路檢測電阻;因此,例如,具有集成前饋補償?shù)碾妷耗J酵負淇梢詫崿F(xiàn)幾乎相同的反饋環(huán)路響應,而無需電流環(huán)路檢測電阻。此外,前饋補償簡化了補償設計。通過使用電壓模式控制拓撲,可以實現(xiàn)許多單相開發(fā)工作。