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高效DC/DC转换器便携式规划的根底

高效DC/DC转换器是所有便携式设计的基础。许多便携式电子应用被设计成采用单节AA或AAA电池工作,这给电源设计工程师提出了挑战。从850mV~1.5V的输入电压产生一个恒定的3.3V系统输出,要求同

高效DC/DC转化器是一切便携式规划的根底。许多便携式电子使用被规划成选用单节AA或AAA电池作业,这给电源规划工程师提出了应战。从850mV~1.5V的输入电压发生一个稳定的3.3V体系输出,要求同步升压DC/DC转化器可以在固定开关频率下作业,一同顺便片上补偿电路,而且需求微型低高度电感和陶瓷电容,最好选用微型IC封装以削减它在设备规划中的总占位面积。

  一个由薄型SOT IC封装和少数外部元器材组成的经过验证的电路规划,完成了一个仅占7×9mm2板面积的功率为90%的单电池到3.3V/150mA转化器。当在单电池输入(1.5V)下作业时,25mA~80mA之间的负载电流或许完成90%以上的功率。一个外部低电流肖特基二极管(尽管并不是必需的)将在较高输出电流下最大程度地进步功率。

  这个电路规划集成了带额外电阻值为0.35Ω(N)且典型电阻值为0.45Ω(P)的低电极电压内部开关的高效DC/DC转化器。在整个作业温度范围内,开关电流约束一般为850mA,然后在新的碱性AA单节电池输入和两节电池输入时可别离完成0.66W和2.5W的输出功率。

  电流形式操控供给超卓的输入线路和输出负载瞬态呼应。斜坡补偿(这是当占空比超越50%时用来避免分频谐波不稳定性所必需的)可以整合到转化器中,与电路一同坚持恒流约束阈值,而不论输入电压是多少。

  首要特性

  先进电源办理IC规划的两个特性会影响其作业功率:内部反应机制的集成和可在作业期间节约能量的节电形式的参加。添加的内部反应回路补偿不再需求外部元器材了,然后下降了总本钱,简化了规划进程。经过仅在需求时激活电源转化器以将输出电压调制坚持在1%以内,节电作业形式进步了轻负载(ILOAD 《 3mA,典型值)时的转化器功率。一旦输出电压在进行调制,转化器会切换至睡觉状况,然后削减栅电荷丢失和静态电流。不带节电形式的相似IC将被强制在整个作业范围内坚持稳定的PWM,然后添加了静态电流。尽管在一些频率灵敏的使用中恒频PWM或许会受欢迎,但它会下降总体系功率。

  关断电流低于1mA,而且这个引脚上的磁滞答应对VIN进行简略的阻性上拉然后接连作业。还要留意,在关断进程中,VOUT坚持低于VIN的未经过调制的600mV。当存储器或实时时钟有必要在断电期间坚持激活时,这个特性特别有用。可以经过更改分压器的电阻值轻松设定输出电压。

  为了从电池电源取得最高成效,DC/DC转化器有必要可以在1V以下的输入电压下作业,并供给范围在2.5V~5V之间的可调整输出电压。抱负状况下,这种器材还将可以在低至0.65V的输入电压下持续作业,仅有的局限性在于输入电源供给满足功率的才能。

  这个特性将消除对大的输入旁路电容的需求,然后节约了板空间、下降了本钱。在低至0.65V的输入电压下作业的才能,是从电量挨近耗尽的电池中取得更长使用寿数的重要特性。

  图1:能在低压形式下作业的电源办理IC

  以两个由单节电池供电的便携式设备为例,其电池使用寿数的比较标明,在抱负测验条件下,电源办理%&&&&&%在低压形式下作业的才能使其可比传统DC/DC转化器多供给六个多小时的电池使用寿数。作业寿数延伸40%为终端产品供给了显着的优势。比较状况如图所示。

  EMI按捺办法

  当升压转化器在非接连形式下作业时(即功率传动周期开端之前,电感电流降至零时),或许存在EMI问题。为了协助下降电势参考点,在电感电流为零且器材处于关断状况时,可将一个100Ω的内部阻尼电路跨接在电感上。

  EMI和总功能质量也会受PCB布局的影响。高速作业的低压输入器材需求分外留意线路板布局,特别是处于触及N沟道和P沟道开关切换的作业周期期间的高电流通路。SW引脚、VIN引脚CIN、COUT和地之间的电流通路应短而宽,以构成最低的固有电阻损耗和最低的漏电感。

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