針對負載點(diǎn)消費類(lèi)電子設備的電源管理方案

　　縮小外部組件尺寸并減少其數量

　　近年來(lái)，將兩個(gè)輸出電壓轉換為異相的技術(shù)得到廣泛青睞。實(shí)現兩個(gè)獨立電壓穩壓器在一個(gè)系統中的運行可以共享一個(gè)輸入電容，并以單個(gè)轉換器頻率2倍的比例吸收(draw)紋波電流。當以180°的相位差運行這兩個(gè)電壓穩壓器時(shí)，總RMS輸入電流被降低了，從而減少了所需輸入電容的數量。在此情況下，振蕩器頻率也實(shí)現了內部穩定(該頻率是轉換頻率的2倍)。這兩個(gè)輸出端在內部實(shí)現了交互轉換周期運行(即以180°的相位差運行)。該技術(shù)減少了大體積電容的數量，因此降低了系統成本。此外，通過(guò)消除兩個(gè)轉換器之間的拍頻(beatfrequency)，同步技術(shù)還減少了EMI。

　　DC／DC轉換器可以用來(lái)實(shí)施反饋網(wǎng)絡(luò )中的內部或外部補償。外部補償提供了選擇各種電感與電容組合的靈活性，但是對于那些不擅長(cháng)模擬設計的數字設計師來(lái)說(shuō)，控制環(huán)路補償與穩定性判斷標準無(wú)疑是非常麻煩的。在此方法中，首先是要選擇LC濾波器，然后再決定補償網(wǎng)絡(luò )。內部補償不但簡(jiǎn)化了設計，而且減少了外部組件的數量，但是設計師必須在一定的LC組件范圍內進(jìn)行選擇。因此，必須選擇適當的LC濾波器，以保持穩定性。為了降低設計和生產(chǎn)成本，該轉換器集成了補償組件。這樣就可以在提供選擇電感和輸出電容值靈活性的同時(shí)，減少組件的總數量。

　　使用高阻抗鋁電容或低阻抗陶瓷輸出大電容

　　由于成本較低，鋁電解質(zhì)電容在消費類(lèi)電子領(lǐng)域非常受歡迎。鋁電解質(zhì)電容具有相對較高的等效串聯(lián)電阻(ESR)，其阻值隨著(zhù)溫度的改變會(huì )發(fā)生很大的變化，但是可提供大電容。為了降低總ESR(隨之而來(lái)的是降低輸出紋波電壓)，必須將若干個(gè)鋁電解質(zhì)電容并聯(lián)起來(lái)，這樣會(huì )占用較多的空間。而相對較小的陶瓷電容則可以和鋁電容并聯(lián)，以降低紋波電壓。無(wú)論采用哪種方法，都必須對功率級進(jìn)行適當的補償。有了內部補償組件的幫助，如果在輸出濾波器中采用了一個(gè)高ESR電容，那么在環(huán)路響應中就會(huì )引入一個(gè)零點(diǎn)，這樣會(huì )導致環(huán)路的不穩定。通過(guò)引入一個(gè)極點(diǎn)(該極點(diǎn)的單個(gè)小型陶瓷電容與較低的分壓電阻并聯(lián))，該零點(diǎn)可以被輕松地去除。

　　最新的陶瓷電容技術(shù)已將電容值大大提高，并降低了成本。低ESR陶瓷電容將被用于較高的轉換頻率，并且是鋁電解質(zhì)電容的替代解決方案。在使用具有內部補償器件的低ESR陶瓷電容時(shí)，需要在反饋網(wǎng)絡(luò )中添加一個(gè)零點(diǎn)以減小交叉頻率(crossover frcquency)處的增益斜坡，并提供一個(gè)相位升壓?？梢酝ㄟ^(guò)將一個(gè)小型電容與上面的分壓電阻井聯(lián)來(lái)添加一個(gè)零點(diǎn)。

　　結語(yǔ)

　　元器件集成度的提高使數字設計師可以專(zhuān)注于主要工作，而將更多的設計任務(wù)留給電源芯片廠(chǎng)商。通過(guò)在一個(gè)芯片上集成多個(gè)轉換器、集成排序方案并使用低成本濾波器，DC／DC轉換器廠(chǎng)商實(shí)現了多種功能的集成，從而降低了成本和復雜度。