電源轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)高性能電源管理

為工業(yè)、網(wǎng)絡/通信及最新的消費類應用設計負載點系統(tǒng)的工程師必須不斷地確保設計上的許多權(quán)衡?；诜至⒔鉀Q方案衡量器件的優(yōu)劣之處并將其與集成型解決方案進行比較，成為最近較為重要的權(quán)衡方法之一，因為每種選擇都有其需要權(quán)衡之處。此外，工程師還必須考慮將此選擇設計到應用及將產(chǎn)品投放到市場所需的時間。最后，系統(tǒng)可靠性、高密度及單一供應商能力也都是在選擇電源轉(zhuǎn)換器時的重要考慮因素。

除上述所有考慮之外，負載點系統(tǒng)工作在低占空比時所需的兩級功率轉(zhuǎn)換將會占用許多昂貴的電路板空間和電能，因為它將產(chǎn)生兩組級間轉(zhuǎn)換損耗。本文將對設計人員所面臨的權(quán)衡類型以及特定解決方案的優(yōu)點進行討論。

節(jié)省昂貴的電路板空間和電能

節(jié)省電路板空間和電能最有效的一種方法就是在降低輸出電容的同時，去除昂貴的外部元器件。麥瑞半導體公司(Micrel)的SuperSwitcher II系列提供了一種可供考慮的解決方案，它在尺寸僅為5mm×6mm的QFN封裝中集成了高密度的MOSFET和高性能同步PWM控制器。已獲專利的超高速控制(Hyper Speed Control)架構(gòu)可在降低輸出電容的同時，獲得超快速的瞬態(tài)響應，該解決方案也使(高VIN)/(低VOUT)運作成為了可能。這一寬范圍輸入的DC-DC轉(zhuǎn)換器系列是許多工業(yè)、網(wǎng)絡/通信及高端消費類應用的極佳選擇。SuperSwitcher II系列可以消除對外部補償元件的需求，使設計變得更加緊湊、可靠且成本更低。

其他器件使用的是標準電壓模式和電流模式控制拓撲，而麥瑞半導體SuperSwitcher II系列采用的卻是已獲專利的Hyper Speed Control控制架構(gòu)。這種控制拓撲使用比較器替代傳統(tǒng)的誤差放大器來開啟和關(guān)閉轉(zhuǎn)換器，這可以使外部補償環(huán)路運行更順暢，并避免與標準控制方案相關(guān)的一些問題。這些DC-DC轉(zhuǎn)換器具有一個變量控制環(huán)路，它可以逐周期地根據(jù)輸入/輸出電壓來動態(tài)調(diào)整導通時間。這意味著轉(zhuǎn)換器是以準固定頻率(pseudo-fixed frequency)模式工作。只要將開關(guān)頻率偏差保持在其標稱頻率的±20%以內(nèi)，即可獲得極易預測的EMI特性，這使得濾波和其它抑制技術(shù)實現(xiàn)起來更為輕松，同時，其實現(xiàn)成本也將更為低廉。

SuperSwitcher II系列DC-DC轉(zhuǎn)換器可在任何電容器(Any Capacitor)下穩(wěn)定工作，與陶瓷或電解輸入/輸出電容均能很好搭配，這為繁忙的設計人員提供了更多的靈活性和更低的BOM成本。

設計靈活性

MIC2XXXX系列具有從4.5V至75V的寬范圍輸入電壓，并能提供低至0.8V的輸出電壓，該系列產(chǎn)品針對300kHz開關(guān)頻率下5/7/12A輸出負載電流而設計。該器件采用散熱增強型封裝，高度僅為0.85mm，可安裝于母板背面，因此是空間受限及高密度應用的理想選擇。這些DC-DC轉(zhuǎn)換器具有可擴展的通用外形，因此，設計人員僅需簡單地 “剪切和粘貼”便可完成設計，從而可以大幅降低風險并加速產(chǎn)品上市時間，這對于迅速發(fā)展的中國市場而言是一項關(guān)鍵的設計考慮因素。

表1：MIC2XXXX器件規(guī)格一覽表。