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需要考虑的关键问题:我的电路板有多少空间?我需要哪些功能?在我的设计中,效率有多重要?确定了这些问题的答案之后,您就能更好地理解在选择降压稳压器时需要关注的内容,明白哪些要素必不可少,哪些属于锦上添花。
如果您觉得这看起来显而易见,我感到很抱歉,但有一点很重要,不能只关注封装尺寸。例如,下图是目前两家供应商提供的两个模块。封装本身看起来很小,但一旦考虑辅助器件(主要是电容器),降压稳压应用的整体尺寸就会增加。
另一个可能导致整体解决方案尺寸变大的因素是设计中的布局依赖。模拟地或电源输出等的特定布线要求,仅从封装上就会显著增加设计尺寸。
正如先前提到过的,高功率密度有散热方面的考虑因素。当你把电源设计得越小,散热挑战性也越大。在考虑您真正需要什么样的稳压器时,降低额定值是关键。
另一个考虑因素是电源输出。这不只是一个稳压器的尺寸:您能减少电路板上稳压器的数量吗?例如使用一个稳压器取代两个稳压器,这将显著减少电路板的空间,从而提高解决方案的密度。
就密度而言,更高频率的工作非常理想。一般没有太多的选择,或仅限于在降压稳压器工作的频率范围内选择。不过,在更高频率下工作的降压稳压器将更小,而且还可缩小无源器件的尺寸。然而更高频率工作的负面特性是开关损耗。频率越高,效率越低。这是我们在产品中通过使用 ZVS 拓扑来解决的问题之一,在常规降压稳压器中,这可能是必要的权衡。
当前降压稳压器的一些更基本的特性是软启动,或者跟踪……软启动允许控制输出的上升过程,平稳达到最终电压。类似的功能是让多个输出相互跟踪,可以一对一,也可以按比例。如果您在为微处理器供电,可能需要内核出现在外设等之前。软启动和/或跟踪对于确保平稳上电至关重要。
另一项特性是预偏置负载启动;这决定了降压稳压器在启动时如何接入已存在的电源或母线电压。它会拉低该母线电压,还是能够从现有电压提升至目标电压?预偏置负载启动功能确保稳压器启动时母线电压保持在所需的水平。
我认为效率对人们来说是显而易见的,它是输入到输出的转换。关键要记住应用在整个工作条件下的效率。通常在工作电流下有效率,也就是在高负载电流下有效率,然后处于待机或直接模式下也会有效率;我们称之为轻负载(或低负载)和高负载。这两个数字至关重要。轻负载,也就是说,小于 1 安培对于满足待机需求至关重要。当然,在满负荷运行时,高负载会提供整体效率。
虽然器件效率是输出至输入的测量,但任何系统效率的计算都需要考虑线路损耗。在考虑整体效率时,线路损耗可能会发挥非常重要的作用。负载点转换整个概念的一部分是通过在负载点附近布置稳压来降低线路损耗的理念。这可以通过将高压部署在靠近负载点的位置,然后降压调节到低压来实现。牢记这些性能准则,您可以设计一款高效、有效的降压稳压器,匹配您的应用规模与需求。
在采访的下一个环节,我们先着眼于降压稳压器的一些实施方法,然后讨论零电压开关 (ZVS) 架构的作用。
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