一、簡介

設(shè)計開關(guān)穩(wěn)壓器是一件非常頭疼的工作!必須考慮到降壓、升壓、回饋、SEPIC等多種電路結(jié)構(gòu).首先,必須依據(jù)脈寬調(diào)制(PWM)、磁滯、脈沖頻率調(diào)制(PFM)、電流模式、電壓模式等來確定控制方法.一旦控制方法確定了,就必須選擇控制器集成電路.然後,就要選擇MOSFET等電源開關(guān),計算它們的功耗,設(shè)計柵驅(qū)動電路.還必須計算電感和電容,再根據(jù)飽和電流,rms紋波電流有效值、DCR、ESR、實際尺寸等選擇元件.然而,當你認為已經(jīng)完成了,回路補償問題又露面了!電路穩(wěn)定嗎?我怎樣確保它的穩(wěn)定性?控制器IC內(nèi)部電路的波特圖呢?我的負載對穩(wěn)定性有怎樣的影響?短路保護或電流極限又怎麼樣呢?
正當你自認為已經(jīng)完成了設(shè)計,PCB布局的設(shè)計者又詢問你對FETs、電感、回路補償元件、接地安排等PCB布局的要求.他告訴你選擇的電感和輸出電容太大了,超過了為電源留的空間,他想在IC控制芯片2英寸處放置FETs.那麼,電流檢測電阻的開爾文連接是什麼?熱設(shè)計怎麼樣呢?散熱器(heatsink)在哪里?你知道過孔實際是電感嗎?

圖1. 使用Intersil集成FET直流/直流轉(zhuǎn)換器的典型降壓穩(wěn)壓器
設(shè)計開關(guān)穩(wěn)壓器的確是一件非常頭疼的工作!更困難的是大多數(shù)嵌入式開關(guān)電源是由數(shù)字硬件工程師設(shè)計的,而不是模擬或電源工程師.

本文目的就是展示,Intersil的集成FET直流/直流轉(zhuǎn)換器如何使你更加容易地設(shè)計出一個嵌入式降壓直流/直流轉(zhuǎn)換器.穩(wěn)壓器芯片包含了許多很難的設(shè)計考慮,如FETs、電流檢測元件、回路補償、電流極限和過熱保護.通過使用固定的電感和電容值,可以避免這些選擇過程.FETs在內(nèi)部,因此它們的特性和內(nèi)部連接專為設(shè)計進行了優(yōu)化.高達1.5MHz的開關(guān)頻率允許使用非常小的電感和電容.最後,大多數(shù)Intersil的集成FET直流/直流轉(zhuǎn)換器還有評估板和推薦的PCB布局.
本文介紹簡單的測試電路來快速評估回路穩(wěn)定性,而不需要為波特圖和相位裕度測量頭疼.使用示波器測量輸出噪聲的校正技術(shù)將通過示波器照片展示出來,從而區(qū)分好的和不好的探測技術(shù).為了盡量減小給多個電源排序的難度,本文將給出一個跟蹤普通鋸齒波(ramp)電路輸出電壓的簡單電路.
二、Intersil集成FET直流/直流轉(zhuǎn)換器的特色和優(yōu)點
圖1是使用Intersil集成FET直流/直流轉(zhuǎn)換器的典型降壓穩(wěn)壓器的簡化示意圖.


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