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污水处理电源选择一个高频开关稳压器时设计权

作者: szkepuda 时间:2018-09-16 来源:未知
摘要:虽然较高的开关频率允许使用一个较小的电感它也直接在该组分增加的损失。电感AC损耗主要由磁芯产生的。在高频开关稳压器的芯材料是通常铁粉或铁氧体。铁粉患有比铁氧体更大的...

  虽然较高的开关频率允许使用一个较小的电感它也直接在该组分增加的损失。电感AC损耗主要由磁芯产生的。在高频开关稳压器的芯材料是通常铁粉或铁氧体。铁粉患有比铁氧体更大的损失,但在两种情况下的损失,主要是由于磁滞。

  其他AC相关的损失包括栅极驱动损失和死区时间体二极管传导的损失。的开关损耗计算通常并不简单,但它更容易地看到,他们是与开关频率成正比。

  对于应用大于10的负载电流,最降压开关稳压器工作在100kHz至2MHz的范围内。例如,仪器(TI)TPS53353,一个同步降压 - 开关稳压器,可提供高达20 A在1.5至15 V从4.5至25 V输入,并设有一个可调节的250 kHz至1 MHz的开关频率。

  为低于10的负载电流,当有较少的消耗功率,开关频率可增加到3或4兆赫。格言,例如,提供的MAX8560,一个同步降压开关稳压器,具有4MHz的开关频率。该器件可从2.75.5 V的输入操作,并提供了0.62.5 V电压高达500 mA的输出。

  从12V输入运行,并产生3.3 V / 10 A输出可能遭受效率的百分之一的亏损为每个100 kHz的频率增加。因此,否则类似的设备,如果一个200 kHz的开关稳压器有93%的效率,一个500千赫的产品会表现出90%的效率,而2 MHz的开关稳压器将很难打到75%。

  的改善主要是由于更低的传导和在MOSFET的开关损耗。这些损失已经减少了改进的优点(FOM)的功率晶体管,从而为更低沟道电阻和更少的栅极驱动电荷的身影。新的设计方法已经产生稳压器设计与更快的开关边缘,进一步降低在MOSFET转换的损失。

  这些变化已经缩小到中频设备高频开关稳压器和低之间的差距。 TI,例如,提供了两个版本的LM26420的。该模块是一款双通道2 A,高频率同步降压稳压器从3至5.5 V的输出范围从0.8输入范围2每稳压器的输出电流运行到4.5 V。该装置是在550千赫和2.2兆赫版本。

  图4显示了从5伏的输入电压转换为1.2V的输出电压在2A时,相对于550千赫设备峰值效率是少为2.2兆赫的频率选项只有3%的(在87%)。

  同样,Intersil公司提供其ISL8002在1或2兆赫的型号。该ISL8002是一个同步降压开关稳压器,可提供高达连续输出电流为2 A从2.7至5.5 V的输入电源。在1兆赫的开关频率,以VIN = 3.3V时,VOUT = 1.5伏,和200 mA的输出负载,效率94%。在相同的工作条件下,2兆赫版本显示出92%的效率。

  就其本身而言,意法半导体提供2.5 MHz的双模降压 - 升压型开关与同样令人印象深刻的效率调节器。该STBB2提供输出电压为1.24.5 V的输入电压范围为2.4至5.5 V.随着VIN = 4.5 V,VOUT = 2.9 V和200毫安输出负载,效率为91%。为了帮助设计公司还提供了STEVAL-ISA109V2,设计在STBB2(图5)的评估,以帮助。

  高频开关稳压器吸引设计工程师,因为它们使更紧凑的设计,更好的瞬态响应。然而,以换取这些好处设计者以前面临更严格的EMI挑战和效率降低,缩短电池寿命,并增加工作温度。

  然而,由于改善设计和更好的工艺技术,当代电源模块已经解决了至少一个上述缺陷的。通过仔细选择,工程师现在可以享受更紧凑的设计所带来的好处,而不必遭受10%至15%的效率赤字。现代的高频分量是现在只是百分之几比切换为四分之一的频率的运行调节器的效率较低。

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