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為高性能 ASIC 和微處理器供電

2022-11-18 | pdf | 124.25KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

多相拓?fù)?/font>多相拓?fù)?/font>雖然單相降壓穩(wěn)壓器不存在嚴(yán)格的功率限制,但當(dāng)負(fù)載電流超過 20A 至 30A 時(shí),使用多相轉(zhuǎn)換器進(jìn)行設(shè)計(jì)的優(yōu)勢就會(huì)變得明顯。這些優(yōu)點(diǎn)包括: 降低輸入紋波電流,大大減少輸入電容器的數(shù)量;由于紋波頻率的有效倍增,降低了輸出紋波電壓;通過將損耗分布到更多組件來降低組件溫度;和降低高度的外部元件。雖然單相降壓穩(wěn)壓器不存在嚴(yán)格的功率限制,但當(dāng)負(fù)載電流超過 20A 至 30A 時(shí),使用多相轉(zhuǎn)換器進(jìn)行設(shè)計(jì)的優(yōu)勢就會(huì)變得明顯。這些優(yōu)點(diǎn)包括: 降低輸入紋波電流,大大減少輸入電容器的數(shù)量;由于紋波頻率的有效倍增,降低了輸出紋波電壓;通過將損耗分布到更多組件來降低組件溫度;和降低高度的外部元件。多相轉(zhuǎn)換器本質(zhì)上是多個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的降壓穩(wěn)壓器,其開關(guān)頻率同步且相移 360/n 度,其中 n 標(biāo)識(shí)每個(gè)相位。并聯(lián)轉(zhuǎn)換器使輸出調(diào)節(jié)稍微復(fù)雜一些。這個(gè)問題很容易用電流模式控制 IC 解決,除了輸出電壓外,它還調(diào)節(jié)每個(gè)電感器電流。多相轉(zhuǎn)換器本質(zhì)上是多個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的降壓穩(wěn)壓器,其開關(guān)頻率同步且相移 360/n 度,其中 n 標(biāo)識(shí)每個(gè)相位。并聯(lián)轉(zhuǎn)換器使輸出調(diào)節(jié)稍微復(fù)雜一些。這個(gè)問題很容易用電流模式控制 IC 解決,除了輸出電壓外,它還調(diào)節(jié)每個(gè)電感器電流。輸入紋波電流輸入紋波電流設(shè)計(jì)人員在選擇輸入電容器時(shí)面臨的關(guān)鍵問題是輸入紋波電流處理。通過使用多相拓?fù)浯蟠蠼档土溯斎爰y波電流——每相的輸入電容器傳導(dǎo)較低幅度的輸入電流脈沖。此外,相移會(huì)增加電流波形的有效占空比,從而降低 RMS 紋波電流。表 1 中所示的紋波電流水平證明了紋波電流的降低和輸入電容器的節(jié)省。設(shè)計(jì)人員在選擇輸入電容器時(shí)面臨的關(guān)鍵問題是輸入紋波電流處理。通過使用多相拓?fù)浯蟠蠼档土溯斎爰y波電流——每相的輸入電容器傳導(dǎo)較低幅度的輸入電流脈沖。此外,相移會(huì)增加電流波形的有效占空比,從而降低 RMS 紋波電流。表 1 中所示的紋波電流水平證明了紋波電流的降低和輸入電容器的節(jié)省。高 k 介電陶瓷電容器提供最佳的紋波電流處理能力和最小的 PCB 占位面積。采用 1812 外形尺寸的陶瓷器件表現(xiàn)出每個(gè)電容器 2A 至 3A 的紋波電流額定值。電解電容器是成本敏感型設(shè)計(jì)的不錯(cuò)選擇。高 k 介電陶瓷電容器提供最佳的紋波電流處理能力和最小的 PCB 占位面積。采用 1812 外形尺寸的陶瓷器件表現(xiàn)出每個(gè)電容器 2A 至 3A 的紋波電流額定值。電解電容器是成本敏感型設(shè)計(jì)的不錯(cuò)選擇。輸出紋波電壓降低輸出紋波電壓降低核心電壓電源通常需要 <2% 的精度要求。對(duì)于 1.2V 電源,這轉(zhuǎn)換為 ±25mV 輸出電壓窗口。一種更有效地使用輸出電壓窗口的技術(shù)稱為有源電壓定位。在輕載時(shí),轉(zhuǎn)換器將輸出電壓調(diào)節(jié)到輸出電壓窗口中點(diǎn)以上,而在重載時(shí),轉(zhuǎn)換器將輸出電壓調(diào)節(jié)到輸出電壓窗口中點(diǎn)以下。在 ±25mV 窗口的情況下,在輕負(fù)載(重負(fù)載)期間調(diào)節(jié)范圍的高端(低端)允許整個(gè)輸出電壓窗口用于階躍負(fù)載增加(減少)。核心電壓電源通常需要 <2% 的精度要求。對(duì)于 1.2V 電源,這轉(zhuǎn)換為 ±25mV 輸出電壓窗口。
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