您的位置 首页 观点

ADI:使用中心电压进步功率转化功率

文章转自ADI官网,版权归属原作者所有 问题:

文章转自ADI官网,版权归属原作者一切

问题:

怎么进步高电压输入、低电压输出的电源转化器的功率?

RAQ: Issue 149

答案:

关于需求从高输入电压转化到极低输出电压的运用,有不同的解决计划。一个风趣的比如是从48 V转化到3.3 V。这样的标准不仅在信息技术市场的服务器运用中很常见,在电信运用中相同常见。

Figure 1
图1.经过单一转化过程将电压从48 V降至3.3 V。

假如将一个降压转化器(降压器)用于此单一转化过程,如图1所示,会呈现小占空比的问题。占空比反映导通时刻(当主开关导通时)和断开时刻(当主开关断开时)之间的联系。降压转化器的占空比由以下公式界说:

Equation 1

当输入电压为48 V而输出电压为3.3 V时,占空比约为7%。

这意味着在1 MHz(每个开关周期为1000 ns)的开关频率下,Q1开关的导通时刻仅有70 ns。然后,Q1开关断开930 ns,Q2导通。关于这样的电路,有必要挑选答应最小导通时刻为70 ns或更短的开关稳压器。假如挑选这样一种器材,又会有另一个应战。一般,当以十分小的占空比运行时,降压调理器的高功率转化功率会下降。这是由于可用来在电感中存储能量的时刻十分短。电感器需求在较长的关断时刻内供电。这一般会导致电路中的峰值电流十分高。为了下降这些电流,L1的电感需求相对较大。这是由于在导通时刻内,一个大电压差会施加于图1中的L1两头。

在这个比如中,导通时刻内电感两头的电压约为44.7 V,开关节点一侧的电压为48 V,输出端电压为3.3 V。电感电流经过以下公式核算:

Equation 2

假如电感两头有高电压,则固定电感中的电流会在固定时刻内上升。为了减小电感峰值电流,需求挑选较高的电感值。可是,更高的电感值会添加功率损耗。在这些电压条件下,ADI公司的高功率 LTM8027 µModule® 稳压器在4 A输出电流时仅完成80%的功率功率。

Figure 2
图2.电压分两步从48 V降至3.3 V,包含一个12 V中心电压。

现在,十分常见且更高效的进步功率功率的电路解决计划是发生一个中心电压。图2显现了一个运用两个高功率降压调理器的级联设置。第一步是将48 V电压转化为12 V,然后在第二转化过程中将该电压转化为3.3 V。当从48 V降至12 V时,LTM8027 μModule稳压器的总转化功率超越92%。第二转化过程运用LTM4624将12 V降至3.3 V,转化功率为90%。这种计划的总功率转化功率为83%,比图1中的直接转化功率高出3%。

这或许适当令人惊奇,由于3.3 V输出上的一切功率都需求经过两个独立的开关稳压器电路。图1所示电路的功率较低,原因是占空比较短,导致电感峰值电流较高。

比较单步降压架构与中心总线架构时,除功率功率外,还有许多其他方面需求考虑。可是,本文只计划评论功率源转化功率的重要方面。这个基本问题的另一种解决计划是选用新式混合降压控制器 LTC7821。它将电荷泵动作与降压调理结合在一起。这使得占空比到达2 × VIN/VOUT,因而能够在十分高的功率转化功率下完成十分高的降压比。

中心电压的发生关于进步特定电源的总转化功率或许适当有用。为了进步图1中极小占空比下的转化功率,业界进行了很多开发作业。例如,能够运用十分快速的GaN开关来下降开关损耗,然后进步功率转化功率。可是,这种解决计划的本钱现在还高于级联解决计划(例如图2所示)。

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/news/guandian/44530.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部