使用多相降壓轉換器的好處

引言

對于電流在 25 A 左右的低壓轉換器應用而言，單相降壓控制器非常有效。若電流再大的話(huà)，功耗和效率就開(kāi)始出現問(wèn)題。一種較好的方法是使用多相降壓控制器。本文將簡(jiǎn)單比較，使用多相降壓轉換器和單相轉換器的好處，并說(shuō)明電路實(shí)現時(shí)一個(gè)多相降壓轉換器能夠提供什么樣的值。

圖 1 顯示了一款二相電路。由該電路的波形（圖 2 所示）可以清楚地看到各相互相交錯。這種交錯可減少輸入和輸出紋波電流。另外，它還減少了印刷電路板或者某個(gè)特定組件上的熱點(diǎn)。實(shí)際上，二相降壓轉換器讓 FET 和電感的 RMS-電流功耗降低了一半。相交錯還可以降低傳導損耗。

圖 1 二相降壓轉換器

圖 2 相 1 和 2 的節點(diǎn)波形

輸出濾波器考慮

由于每個(gè)相位的功率級電流更低，多相實(shí)現的輸出濾波器要求也隨之降低。對于一款 40-A 二相解決方案來(lái)說(shuō)，向每個(gè)電感提供的平均電流僅為 20A。相比 40-A 單相方法，由于平均電流和飽和電流更低，電感和電感器體積都大大減小。

輸出濾波器級中的紋波電流抵消可帶來(lái)比單相轉換器更低的輸出電容器紋波電壓。這就是多相轉換器為什么是首選的原因。方程式 1 和方程式 2 計算出了每個(gè)電感中所抵消的紋波電流百分比。
m = D x Phases （1）

其中，D 為占空比，IRip_norm 為標準化的紋波電流，其為 D 的函數，而 mp 為m 的整數。圖 3 為這些方程式的曲線(xiàn)圖。例如，20% 占空比 (D) 時(shí)使用 2 個(gè)相，可降低 25% 紋波電流。電容器必須承受的紋波電壓大小，可通過(guò)紋波電流乘以電容器的等效串聯(lián)電阻計算得到。很明顯，最大電流和電壓要求都降低了。