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高效開關調(diào)節(jié)器
閱讀:4645時間:2011-04-25 18:05:07

  高效開關調(diào)節(jié)器采用固定頻率PWM工作模式,開關頻率可通過外部電阻設置在500kHz至2MHz范圍。提供可選的跳脈沖模式工作,以提高輕載效率。高工作頻率允許全陶瓷電容設計,同時也允許采用小尺寸外部元件。具有兩個三態(tài)邏輯輸入,用于選擇9種不同的輸出電壓。這些預設輸出電壓為客戶提供±1%的輸出電壓精度,無需使用昂貴的0.1%精密電阻。另外,可以通過連接在反饋端的兩個外部電阻,配合0.6V內(nèi)部基準或REFIN輸入端施加的外部基準,將輸出電壓設置到用戶需要的任何數(shù)值。通過外部電容編程軟啟動時間,以減少輸入浪涌電流。

特性

  ●內(nèi)置26mΩ RDS(ON)高端和20mΩ RDS(ON)低端MOSFET

  ●整個溫度范圍內(nèi)可支持6A連續(xù)電流輸出

  ●在整個負載、輸入電壓和溫度范圍內(nèi)提供±1%的輸出精度

  ●工作于2.9V至5.5V VIN電壓

  ●輸出電壓在0.6V至(0.9 x VIN)之間可調(diào)

  ●軟啟動抑制輸入浪涌電流

  ●500kHz至2MHz可調(diào)開關頻率

  ●能夠使用陶瓷、聚合物以及電解輸出電容

  ●9種可選擇預設電壓以及可調(diào)輸出電壓

  0.6V、0.7V、0.8V、1.0V、1.2V、1.5V、1.8V、2.0V、2.5V和可調(diào)

  ●單調(diào)上升支持安全啟動進入預偏置輸出狀態(tài)

  ●可選擇強制PWM或用于輕載的跳脈沖模式

  ●過流和過熱保護

  ●輸出具有吸入/源出電流能力,逐周期保護

  ●漏極開路電源就緒輸出

  ●24引腳、4mm x 4mm薄型QFN無鉛封裝

開關調(diào)節(jié)器的分析

  傳統(tǒng)上,開關調(diào)節(jié)器不宜用于直接為ADC供電。然而,開關調(diào)節(jié)器技術已今非昔比,當與后置濾波、精心的設計和布局布線做法相結合,開關調(diào)節(jié)器可以用作許多高速模數(shù)轉換器的高效率電源解決方案。如圖所示,開關調(diào)節(jié)器的效率可達95%,相比于LDO,系統(tǒng)功耗顯著降低。對于一個功耗為780mW的1.8V單電源ADC,如果使用開關調(diào)節(jié)器電源,整體系統(tǒng)功耗可降低640mW或更多。此外,開關電源設計消除了線性級這一熱源,PCB的總體熱量得以降低,因而對風扇和散熱器等額外冷卻措施的需求會減少。

  不過,開關調(diào)節(jié)器確實會產(chǎn)生噪聲,必須通過精心的設計和布局布線予以控制。開關電源主要有兩類噪聲:開關紋波和高頻噪聲。對于恒頻開關調(diào)節(jié)器,開關紋波會在開關頻率及其倍數(shù)頻率產(chǎn)生能量。高頻噪聲由轉換器中的電壓和電流快速跳變而產(chǎn)生。1-5ns的典型上升時間可以在70-350MHz區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生能量。對這兩個噪聲源均必須進行充分濾波,以免其干擾轉換器的工作,降低轉換器的性能。這可能需要使用多級LC濾波器,以降低紋波并衰減噪聲。為保持直流調(diào)節(jié)能力,開關電源控制環(huán)路可以在輸出濾波器的兩級附近閉合。為保持穩(wěn)定性,環(huán)路穿越頻率必須較低。ADC給電源帶來的負載特性基本上是一個與時鐘頻率成正比的直流負載。由于該負載是恒定的,開關調(diào)節(jié)器的瞬態(tài)響應相對不重要,因此低環(huán)路穿越頻率在這種情況下是可以接受的。對調(diào)節(jié)器進行外部補償可以更輕松實現(xiàn)這一目標。

  對輸出電源電壓上的噪聲進行充分濾波至關重要,但設計人員也必須盡量減小從電源所含磁性元件(電感)到與ADC時鐘或信號路徑相關的巴倫或變壓器之間的磁場或電場耦合。將電源電感放在PCB上的另一端并遠離關鍵的ADC時鐘和輸入相關電路,有助于減小這種耦合。

開關調(diào)節(jié)器的應用

  ●ASIC/CPU/DSP核與I/O供電

  ●基站電源

  ●DDR電源

  ●POL

  ●RAID控制電源

  ●服務器電源

  ●電信與網(wǎng)絡電源

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