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高效开关调节器
阅读:4113时间:2011-04-25 18:05:07

  高效开关调节器采用固定频率PWM工作模式,开关频率可通过外部电阻设置在500kHz至2MHz范围。提供可选的跳脉冲模式工作,以提高轻载效率。高工作频率允许全陶瓷电容设计,同时也允许采用小尺寸外部元件。具有两个三态逻辑输入,用于选择9种不同的输出电压。这些预设输出电压为客户提供±1%的输出电压精度,无需使用昂贵的0.1%精密电阻。另外,可以通过连接在反馈端的两个外部电阻,配合0.6V内部基准或REFIN输入端施加的外部基准,将输出电压设置到用户需要的任何数值。通过外部电容编程软启动时间,以减少输入浪涌电流。

特性

  ●内置26mΩ RDS(ON)高端和20mΩ RDS(ON)低端MOSFET

  ●整个温度范围内可支持6A连续电流输出

  ●在整个负载、输入电压和温度范围内提供±1%的输出精度

  ●工作于2.9V至5.5V VIN电压

  ●输出电压在0.6V至(0.9 x VIN)之间可调

  ●软启动抑制输入浪涌电流

  ●500kHz至2MHz可调开关频率

  ●能够使用陶瓷、聚合物以及电解输出电容

  ●9种可选择预设电压以及可调输出电压

  0.6V、0.7V、0.8V、1.0V、1.2V、1.5V、1.8V、2.0V、2.5V和可调

  ●单调上升支持安全启动进入预偏置输出状态

  ●可选择强制PWM或用于轻载的跳脉冲模式

  ●过流和过热保护

  ●输出具有吸入/源出电流能力,逐周期保护

  ●漏极开路电源就绪输出

  ●24引脚、4mm x 4mm薄型QFN无铅封装

开关调节器的分析

  传统上,开关调节器不宜用于直接为ADC供电。然而,开关调节器技术已今非昔比,当与后置滤波、精心的设计和布局布线做法相结合,开关调节器可以用作许多高速模数转换器的高效率电源解决方案。如图所示,开关调节器的效率可达95%,相比于LDO,系统功耗显着降低。对于一个功耗为780mW的1.8V单电源ADC,如果使用开关调节器电源,整体系统功耗可降低640mW或更多。此外,开关电源设计消除了线性级这一热源,PCB的总体热量得以降低,因而对风扇和散热器等额外冷却措施的需求会减少。

  不过,开关调节器确实会产生噪声,必须通过精心的设计和布局布线予以控制。开关电源主要有两类噪声:开关纹波和高频噪声。对于恒频开关调节器,开关纹波会在开关频率及其倍数频率产生能量。高频噪声由转换器中的电压和电流快速跳变而产生。1-5ns的典型上升时间可以在70-350MHz区间内产生能量。对这两个噪声源均必须进行充分滤波,以免其干扰转换器的工作,降低转换器的性能。这可能需要使用多级LC滤波器,以降低纹波并衰减噪声。为保持直流调节能力,开关电源控制环路可以在输出滤波器的两级附近闭合。为保持稳定性,环路穿越频率必须较低。ADC给电源带来的负载特性基本上是一个与时钟频率成正比的直流负载。由于该负载是恒定的,开关调节器的瞬态响应相对不重要,因此低环路穿越频率在这种情况下是可以接受的。对调节器进行外部补偿可以更轻松实现这一目标。

  对输出电源电压上的噪声进行充分滤波至关重要,但设计人员也必须尽量减小从电源所含磁性元件(电感)到与ADC时钟或信号路径相关的巴伦或变压器之间的磁场或电场耦合。将电源电感放在PCB上的另一端并远离关键的ADC时钟和输入相关电路,有助于减小这种耦合。

开关调节器的应用

  ●ASIC/CPU/DSP核与I/O供电

  ●基站电源

  ●DDR电源

  ●POL

  ●RAID控制电源

  ●服务器电源

  ●电信与网络电源

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