LTC?3649 是一款高效率、60V、4A 同步單片式降壓型穩(wěn)壓器。該穩(wěn)壓器具有可利用單個電阻器設(shè)置的輸出電壓、內(nèi)部補(bǔ)償功能,并可在寬 VOUT 范圍內(nèi)實現(xiàn)高效率。
如果我們設(shè)計電路,只是去減小穩(wěn)壓器尺寸是一件小事,非常簡單。但似乎有更多的組件要塞到電路板上,而不是可用空間。更多的特性和功能需要適應(yīng)一個狹窄的區(qū)域。更高的集成度和摩爾定律在縮小某些器件方面是有效的,但對直流 (DC/DC) 轉(zhuǎn)換器的尺寸影響不大。電源轉(zhuǎn)換器很容易消耗整個系統(tǒng)尺寸的 30% 到 50%。你如何克服這個瓶頸?
可信度的最基本定義是度量的一致性. 如果我們可以在相同條件下始終如一地產(chǎn)生相同的結(jié)果,那么該產(chǎn)品是可靠的。簡單也是一個重要因素。減少系統(tǒng)中的零件數(shù)量可以降低一個組件發(fā)生故障和對性能產(chǎn)生負(fù)面影響的風(fēng)險。
DC重所周知是直流的意思,DC/DC轉(zhuǎn)換器就是指直流電之間的轉(zhuǎn)換設(shè)備,在移動電話、筆計本電腦、攝影機(jī)等產(chǎn)品中,需將低壓直流電壓變成高壓直流電壓,于是這些場合就需要用到DC/DC轉(zhuǎn)換器。
在這個由兩部分組成的系列的第 1部分中,我談到了降壓或降壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的最大輸出電流。在本期中,我將介紹升壓或升壓轉(zhuǎn)換器。直流升壓變換器也稱為boost變換器或直流升壓斬波器,是可以提升電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器,其輸出(負(fù)載)電壓會比輸入(電源)電壓要高。
回顧 DC/DC 電源,電源良好 (PG) 功能已為人熟知多年。PG 引腳是開漏輸出,需要一個上拉電阻連接到輸出電壓或任何其他系統(tǒng)電壓。它在許多應(yīng)用中用于指示輸出電壓是否已達(dá)到適當(dāng)?shù)乃?。?dāng) DC/DC 轉(zhuǎn)換器達(dá)到正確的輸出電壓電平時,PG 引腳進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài),信號變?yōu)楦唠娖?。PG 信號可以監(jiān)控正確的輸出電壓或多個電源軌的啟動時序。圖 1 顯示了 IC 啟動、操作和關(guān)閉期間 PG 功能的典型波形。
隨著越來越多的電子設(shè)備采用鋰離子 (Li-ion) 電池供電,設(shè)計高效且穩(wěn)健的電源非常重要。使用電池供電的小型設(shè)備發(fā)展迅速,例如:平板電腦、掌上游戲機(jī)、視頻播放器、數(shù)字相框等。一般而言,這些設(shè)備都使用可再充鋰離子 (Li-Ion) 電池作為電源。 看看你周圍:我相信你至少有兩三個電子設(shè)備正在關(guān)閉電池電源。我最近買了一臺新的筆記本電腦,它時尚、緊湊的設(shè)計給我留下了深刻的印象,它仍然提供了出色的電池壽命。但是,我們必須記住,鋰離子電池會不斷充電和放電,這會影響系統(tǒng)內(nèi)其他集成電路的運(yùn)行。
FPGA(Field Programmable Gate Array)是在PAL、GAL等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。
解決轉(zhuǎn)換器無法啟動、輸出電壓不穩(wěn)定等問題的最有效方法是進(jìn)行一些基本調(diào)試?;菊{(diào)試可以排除一些明顯的問題,如裝配故障或錯誤的組件,調(diào)試數(shù)據(jù)可以幫助 我們快速找到根本原因。在這篇文章中,我們將討論調(diào)試升壓轉(zhuǎn)換器的技巧。
Broadcom 網(wǎng)絡(luò)處理器,例如 StrataXGS Tomahawk 系列,可在以太網(wǎng)交換機(jī)中實現(xiàn)高密度和高性能(圖 1 是以太網(wǎng)交換機(jī)的框圖;交換機(jī) ASIC 可以是 StrataXGS 處理器)。
我在工作中遇到一個比較常見的問題是,“當(dāng) DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸入電壓不存在時,我可以向該轉(zhuǎn)換器的輸出施加電壓嗎?”
降壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器(見圖 1)是許多電氣和電子應(yīng)用中非常流行的開關(guān) DC/DC 穩(wěn)壓器拓?fù)洌瑥脑苹A(chǔ)設(shè)施到個人電子產(chǎn)品再到工廠和樓宇自動化。它們代表了當(dāng)今所有非隔離式開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)涞?75% 以上。
DC/DC 轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域的常識是,降壓轉(zhuǎn)換器或穩(wěn)壓器集成電路 (IC),例如 LM5017 系列,可以從正 V IN產(chǎn)生負(fù) V OUT。乍一看,使用降壓穩(wěn)壓器 IC 的反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的原理圖看起來與降壓轉(zhuǎn)換器非常相似(圖 1a 和 1c)。但是,這兩個電路在電壓和電流電平、開關(guān)電流和布局方面存在重要差異。
音頻應(yīng)用、數(shù)據(jù)信號采集和模擬傳感器受益于雙極偏置電源。雙極電源可充分利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的動態(tài)范圍,實現(xiàn)軌到軌放大,將模擬信號與接地噪聲隔離,并提供許多其他好處。
我敢肯定,在某個時候,我們都同意了我們還沒有真正閱讀過的條款和條件。為什么要花這么多時間閱讀細(xì)則?像任何重要的文件一樣,數(shù)據(jù)表也有精美的印刷品——一頁華麗的規(guī)格,但多達(dá) 20 頁的精美印刷品。對于電源模塊來說尤其如此,因為集成可能會掩蓋設(shè)備的關(guān)鍵細(xì)節(jié)。在根據(jù)數(shù)據(jù)表首頁評估電源模塊時,有一些常見的絆腳石,我將在本文系列中討論。
LM5175-Q1是一個寬輸入電壓四開關(guān)降壓控制器IC集成驅(qū)動器的n通道m(xù)osfet。當(dāng)VIN大于VOUT時工作在降壓模式,當(dāng)VIN小于VOUT時工作在升壓模式。當(dāng)VIN接近VOUT時,設(shè)備運(yùn)行在一個專有的過渡降壓或升壓模式。該控制方案在規(guī)定的工作范圍內(nèi)為任何輸入/輸出組合提供平穩(wěn)運(yùn)行。當(dāng)VIN等于VOUT時,降壓或升壓過渡控制方案提供了低紋波輸出電壓,而不影響效率。
布局對于降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的成功運(yùn)行非常關(guān)鍵。
許多工業(yè)和汽車應(yīng)用具有廣泛變化的輸入電壓 (V IN ) 軌,并且通常需要降壓-升壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器來調(diào)節(jié)輸出電壓 (V OUT )。降壓-升壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器可以是級聯(lián)降壓和升壓級或單級。級聯(lián)降壓和升壓級會導(dǎo)致雙重轉(zhuǎn)換,從而導(dǎo)致更大的尺寸、成本和功率損耗。
我們生活在一個設(shè)計師似乎一直在追求更高效率的世界。我們希望以更少的功率輸出更多的功率!更高的系統(tǒng)效率是團(tuán)隊的努力,包括(但不限于)性能更好的柵極驅(qū)動器、控制器和新的寬帶隙技術(shù)。
大多數(shù) DC/DC 轉(zhuǎn)換器需要一個軟啟動電路來限制啟動時的浪涌電流。盡管具有上電復(fù)位 (POR) 功能的系統(tǒng)需要平滑軟啟動,但對于初級側(cè)帶有控制器且占空比或電流有限的隔離式轉(zhuǎn)換器來說,這很困難。