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:可提高效率的升壓穩壓器的介紹

時間:2019-02-20 09:21:24來源:不詳 作者:admin 點擊:
我們知道降壓 - 升壓型DC/DC轉換器是一種可靠的元件,可在各種工業和汽車環境(包括電池供電產品)中普遍存在的各種輸入電壓條件下提供穩定的輸出電壓。多年來,Intersil,

7k官方彩票客服 www.meyml.icu 我們知道降壓 - 升壓型DC/DC轉換器是一種可靠的元件,可在各種工業和汽車環境(包括電池供電產品)中普遍存在的各種輸入電壓條件下提供穩定的輸出電壓。多年來,Intersil,凌力爾特,德州儀器Vicor等供應商不斷提高這些設備的性能,同時擴展其產品組合 。

現在,其中一些供應商已經發布了具有許多獨特功能和功能的新一代降壓 - 升壓型DC/DC轉換器,以應對新的挑戰并克服以前限制其使用的障礙。此外,通過更寬的輸入和輸出電壓范圍以及高輸出電流,降低了損耗以實現非常高的效率。高頻操作還可實現同類最佳的功率密度和瞬態響應。因此,這些轉換器被設計用于各種高性能應用,包括計算,通信,工業,LED照明和電池系統。

可變調節輸出

Vicor例如,通過增加一個具有寬輸入電壓范圍的新型靈活降壓 - 升壓轉換器PI3749,擴展了其降壓 - 升壓系列。其可變調節輸出可在很寬的范圍內變化,轉換效率非常高,達到98%。作為Picor Cool-Power ZVS系列的一員,它采用了該公司的零電壓開關(ZVS)拓撲結構,可最大限度地降低開關損耗,并在16 V至34 V的指定輸入電壓范圍內保持高效率。轉換器的穩壓輸出電壓可以在12 V至34 V之間變化,而輸出電流可以高達11.5 A,供電功率超過200 W。

高密度降壓 - 升壓轉換器采用10.0 x 14.0 x 2.56 mm LGA封裝系統級封裝(SiP)集成了一個控制器,四個電源開關和相關的支持組件,如圖1所示。因此,PI3749-00只需一個外部電感,電阻反饋分壓器和最小電容即可形成一個完整的電容器。 DC/DC開關模式降壓 - 升壓穩壓器。

可提高效率的升壓穩壓器的介紹

圖1:Vicor最新的降壓 - 升壓穩壓器采用LGA系統級封裝( SiP)集成了控制器,電源開關和支持組件。

輸出電壓可通過饋電b調節通過分壓器向誤差放大器的輸入端提供所需輸出的一部分(圖2)。從產品數據表中獲得的公式1可用于確定分壓器的電阻值R1和R2。

如數據表中所述,R2值由用戶選擇。供應商建議R2的電阻值為1.07kΩ(1%)。因此,如果需要24 V輸出,可以使用公式(1)計算R1。一旦計算出R1,用戶應根據制造商選擇最接近的電阻值。因此,對于該示例,使用等式(1),R1變為14.03kΩ。所以建議使用14.0kΩ,容差為1%。

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圖2:完成DC/DC開關模式降壓 - 升壓穩壓器, PI3749僅需要外部電感,電阻反饋分壓器和少量輸入和輸出電容。

ZVS架構還支持高頻工作,同時最大限度地降低開關損耗并最大限度地提高效率。高開關頻率操作可減小外部濾波元件的尺寸,提高功率密度,并實現對線路和負載瞬態的非??燜俚畝煊?。該產品數據手冊使用480 nH外部電感(L1)和外部電容CIN = COUT = 20 pF和800 kHz開關頻率,可在16 V至34 V輸入電壓范圍內為24 V輸出解決方案提供高效性能(圖3)。

可提高效率的升壓穩壓器的介紹

圖3:采用Cool-Power ZVS降壓 - 升壓穩壓器PI3749-00的24 V輸出解決方案的效率與輸出電流。該設計的輸入電壓范圍為16 V至34 V.

據觀察,24 V輸出降壓 - 升壓轉換器的峰值效率在滿載7 A時為98.5%,24 V輸入。當輸入為16 V或34 V時,它下降了97.5%。此外,在寬負載變化時效率仍然很高。例如,從中負載到滿負載,效率保持在97%以上,在低負載時下降幾個點。

對于更高的輸出電流要求,可以使用單線電流共享并行連接PI3749,無需任何其他組件。根據器件的數據手冊,當每個??櫚囊臙AO,EAIN和SGND連接在一起時,降壓 - 升壓穩壓器將均等地共享輸出電流,并且輸出紋波不會過大。

更多選項

同樣,德州儀器推出了新型四開關同步降壓 - 升壓型DC/DC控制器LM5175,可實現極高的效率并降低EMI。該降壓 - 升壓控制器為N溝道MOSFET提供集成驅動器,可處理3.5 V至42 V的寬輸入電壓,并可調節0.8 V至55 V的輸出電壓。適用于各種降壓,升壓和降壓 - LM5175的輸出功率從幾瓦到大于100 W,可提升應用,采用專有的開關方案,最大限度地提高降壓 - 升壓轉換區域的效率。此外,它還采用降壓和升壓工作模式下的電流模式控制,以實現更好的負載和線路調節??仄德視賞獠康繾璞喑?,可與外部時鐘同步。

根據制造商的說法,降壓 - 升壓控制器提供了一個強大的柵極驅動(7.5 V時為2 A),允許寬輸入MOSFET更快更有效地切換。此外,產品數據表顯示控制器提供可選的打嗝模式短路?;?,以防止在延長的負載電流故障期間發生熱失控,從而將熱應力降低多達30%。

采用LM5175控制器的典型降壓 - 升壓型DC/DC轉換器,工作在6 V至36 V的寬輸入電壓范圍,提供穩定的12 V輸出電壓,電流容量為6 A如圖4所示。產品數據表顯示該設計的開關頻率為300 kHz,工作模式為連續導通模式(CCM)和打嗝。同樣,產品數據表中詳細介紹了其他外部元件(如電感,輸入/輸出電容,檢測電阻,斜率補償和輸出MOSFET)的選擇。

可提高效率的升壓穩壓器的介紹

圖4:基于LM5175的降壓 - 升壓型DC/DC轉換器原理圖,工作在6 V至36 V的寬輸入電壓范圍,6 A輸出電壓為6 A.

< p>圖4中具有12 V輸出的基于LM5175的降壓 - 升壓型DC/DC轉換器的效率響應如圖5所示。該效率曲線取自產品數據表。據觀察,對于12 V輸入,降壓 - 升壓可提供從中負載到滿負載的近99%的峰值效率。即使負載低至0.5 A,它仍高達95%。在降壓模式下,24 V輸入時,滿負載時效率降至97.5%,但從中負載到滿負載仍保持在97%左右-加載。相比之下,在降壓模式下,低負載時效率下降得更快。在具有6 V輸入的升壓模式下,效率性能在中到滿負載時甚至更低。它在低負載區域比buck模式好。

可提高效率的升壓穩壓器的介紹

圖5:基于LM5175的12 V輸出降壓 - 升壓轉換器的效率與負載電流。輸入范圍為6 V至24 V.

對于輸入電壓較高,高達58 V,負載電流為4 A,凌力爾特公司在其降壓 - 升壓μModule穩壓器系列中增加了新成員。 LTM8056是一款完整的開關模式DC/DC轉換器,輸入電壓范圍為5 V至58 V,能夠調節1.2 V至48 V的輸出電壓。采用緊湊型包覆成型球柵陣列(BGA)封裝,它包含一個開關控制器,四個電源開關,一個電感器和支持組件,如圖5所示。它提供4 A負載電流,其開關頻率可在100 kHz至800 kHz范圍內選擇。

在單個BGA封裝中,降壓 - 升壓μModule穩壓器LTM8056包括一個控制器,四個功率MOSFET,一個電感器和支持組件總之,為了擴大降壓 - 升壓型DC/DC轉換器在各種應用中的應用,供應商繼續擴展其產品組合,采用新型元件,在更寬的輸入電壓范圍內提供更高的效率具有更寬的可配置輸出。除了提供更高的效率外,這些新型降壓 - 升壓型DC/DC轉換器還可以處理更高的功率,并提供增加器件性能特性的功能。容源電子網為你提供技術支持,本站網址:7k官方彩票客服 www.meyml.icu

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