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開關穩壓器可以采用單片結構也可以通過控製器構建
發布時間:2022-09-23 閱讀量:746 來源:必威官方网站手机網整理 作者:必威官方网站手机網

單片式開關(guan) 穩壓器具備額外的,少為(wei) 人知的EMI優(you) 勢,這種幹擾有多強,對電路有什麽(me) 影響,具體(ti) 取決(jue) 於(yu) 許多其他參數。但是,就EMC性能而言,單片式開關(guan) 穩壓器和帶控製器IC的解決(jue) 方案之間存在差異,這一點值得考慮。

 

開關(guan) 穩壓器可以采用單片結構,也可以通過控製器構建。在單片式開關(guan) 穩壓器中,各功率開關(guan) (一般是MOSFET)會(hui) 集成在單個(ge) 矽芯片中。使用控製器構建時,除了控製器IC,還必須單獨選擇半導體(ti) 和確定其位置。選擇MOSFET非常耗費時間,且需要對開關(guan) 的參數有一定了解。使用單片式設計時,設計人員無需處理這些問題。  

 

此外,相比高度集成的解決(jue) 方案,控製器解決(jue) 方案通常會(hui) 占用更多的電路板空間。所以,毫不意外多年來人們(men) 越來越多地采用單片式開關(guan) 穩壓器,如今,即使對於(yu) 更高功率,也有大量的解決(jue) 方案可供選擇。圖1左側(ce) 是單片式降壓轉換器,右側(ce) 是控製器解決(jue) 方案。   

 

單片式降壓轉換器(左);帶外部開關(guan) 的控製器解決(jue) 方案(右)

 

圖 1. 單片式降壓轉換器(左);帶外部開關(guan) 的控製器解決(jue) 方案(右)。  

 

雖然單片式解決(jue) 方案需要的空間較少,也簡化了設計流程,但另一方麵,控製器解決(jue) 方案的優(you) 勢是更加靈活。設計人員可以為(wei) 控製器解決(jue) 方案選擇經過優(you) 化、適合特定應用的開關(guan) 管,也可以控製開關(guan) 管的柵級,所以能夠通過更巧妙地部署無源組件來影響開關(guan) 邊沿。此外,控製器解決(jue) 方案適合高功率,因為(wei) 可以選擇大型分立式開關(guan) 管,且開關(guan) 損耗會(hui) 遠離控製器IC。  

 

但是,除了這些熟知的單片式解決(jue) 方案的有利和不利因素之外,還有一個(ge) 因素容易忽略。在開關(guan) 穩壓器中,所謂的熱回路是實現低輻射的決(jue) 定因素。在所有開關(guan) 穩壓器中,應盡量優(you) 化EMC。實現優(you) 化的基本原則之一是:最小化各個(ge) 熱回路中的寄生電感。在降壓轉換器中,輸入電容和高壓側(ce) 開關(guan) 之間的路徑,高壓側(ce) 開關(guan) 和低壓側(ce) 開關(guan) 之間的連接,以及低壓側(ce) 開關(guan) 和輸入電容之間的連接都是熱回路的一部分。它們(men) 都是電流路徑,其中的電流隨開關(guan) 切換的速度而變化。通過快速的電流變化,因寄生電感形成電壓偏移,可以作為(wei) 幹擾耦合到不同的電路部分。  

 

所以,這些熱回路中的寄生電感必須保持盡可能低。圖2用紅色標出各熱回路路徑,左側(ce) 為(wei) 單片式開關(guan) 穩壓器,右側(ce) 為(wei) 控製器解決(jue) 方案。我們(men) 可以看到,單片式解決(jue) 方案具有兩(liang) 大優(you) 勢。一,其熱回路比控製器解決(jue) 方案的熱回路小。二,高壓側(ce) 開關(guan) 和低壓側(ce) 開關(guan) 之間的連接路徑非常短,且隻在矽芯片上完成走線。兩(liang) 者相比,對於(yu) 帶控製器IC的解決(jue) 方案,連接的電流路徑必須通過封裝的寄生電感布線,通常采用的鍵合線和引線框架具有寄生電感。這會(hui) 導致更高的電壓偏置,以及更差的EMC性能。

  

單片式開關(guan) 穩壓器(左)和帶控製器IC的解決(jue) 方案(右)

 

圖 2. 單片式開關(guan) 穩壓器(左)和帶控製器IC的解決(jue) 方案(右),每個(ge) 都有一些不同形式的熱回路。  

 

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