如何減慢異步降壓轉換器中的開關轉換
發布時間:2019-10-18 責任編輯:lina
【導讀】開關調(tiao)節(jie)器(qi)中(zhong)的(de)快(kuai)速(su)開(kai)關(guan)瞬(shun)變(bian)是(shi)有(you)利(li)的(de),因(yin)為(wei)這(zhe)顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di)了(le)開(kai)關(guan)模(mo)式(shi)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)開(kai)關(guan)損(sun)耗(hao)。尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)高(gao)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)時(shi),可(ke)以(yi)大(da)幅(fu)提(ti)高(gao)開(kai)關(guan)調(tiao)節(jie)器(qi)的(de)效(xiao)率(lv)。
kaiguantiaojieqizhongdekuaisukaiguanshunbianshiyoulide,yinweizhexianzhujiangdilekaiguanmoshidianyuanzhongdekaiguansunhao。youqishizaigaokaiguanpinlvshi,keyidafutigaokaiguantiaojieqidexiaolv。但是,快速開關轉換也會帶來一些負麵影響。開關轉換頻率在 20 MHz 和 200 MHz 之間時,幹擾會急劇增加。這就使得開關模式電源開發人員必須在高頻率範圍內,在高效率和低幹擾之間找到良好的折衷方案。此外,ADI 公司提出了創新的 Silent Switcher?技術,即使是極快的開關邊沿,也可能產生最小電磁輻射。

圖1.對開關模式電源進行開關轉換,在開關節點處施加輸入電壓。
圖1顯示了快速和慢速開關轉換。快速開關轉換會給鄰近電路段產生更強的幹擾耦合。存在電壓突變的PCB走線可與具有高阻抗的鄰近走線產生容性耦合。存在電流突變的 PCB 走線可與鄰近走線產生電感耦合。通過減慢開關轉換,可將這些影響降至最低。圖 2 顯示了一種經驗證適用於異步開關調節器的技術。此處,兩個開關中的一個使用了肖特基二極管。將電阻與自舉電容 CBOOT(提供高端邊 n 溝道 MOSFET 的柵極電壓)串聯,可減慢開關的開關轉換。當無法直接調整功率 MOSFET 的柵極信號線時,此技巧可用於集成開關調節器。如果將開關控製器與外部 MOSFET 配合使用,也可將電阻插入柵極驅動走線中。電阻值通常小於 100 Ω。

圖 2. 使用自舉電阻減慢異步降壓轉換器中的開關轉換。
但是,大多數現代開關調節器都是具有高邊和低邊有源開關的同步開關調節器。此處,在 CBOOT 路徑中使用電阻無法明顯減慢開關轉換。如果此處還是使用與 CBOOT 並串聯的電阻(如圖 3 所示),zeyejiangjianmangaobiankaiguandekaiguanzhuanhuan。danshi,zhekenengdaozhidibiankaiguanmeiyouwanquanguanbi。yinci,gaoduanbiankaiguanhedibiankaiguankenengtongshishunjiandakai。zhejiangdaozhishurudianyadaojiedizhijianchuxianpohuaixingduanlu。zheyidianyouweiguanjian,yinweikaiguanzhuanhuansuduyeshoudaogongzuowendudengcanshuhebandaotizhizaozhongdekebianxingdeyingxiang。yinci,jishishizaishiyanshiceshi,yewufabaozhenganquancaozuo。yaojianmanjuyoujichengkaiguandetongbukaiguantiaojieqidekaiguanzhuanhuan,yingshiyongketongguoneibudianluzhijieshezhikaiguanzhuanhuansududetongbukaiguantiaojieqi。liru ADI 公司的 ADP5014。在這些集成電路中,可在內部確保:在減慢開關轉換時,兩個開關不同時導通,因此也不會發生短路,並且在 CBOOT 路徑中都沒有電阻。

圖 3. 由於高端開關轉換減慢而可能短路的同步降壓轉換器。
關於快速開關轉換,近年來有一個非常重要的創新不容忽視。ADI 公司的 Silent Switcher 技術使快速開關邊沿的電磁輻射大幅降低,高達 40 dB(10,000 倍)。因此,可開發出具有超快邊沿且僅有最小 EMC 問題的開關模式電源。在大多數情況下,Silent Switcher 器件無需為了減少 EMI 而降低開關轉換速度。通過 Silent Switcher 技術,在很大程度上消除了在最大轉換效率和最小電磁幹擾之間進行權衡的難題。
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