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如何减慢异步降压转换器中的开关转换

开关调节器中的快速开关瞬变是有利的,由于这显明低落了开关模式电源中的开关损耗。尤其是在高开关频率时,可以大年夜幅前进开关调节器的效率。然则,快速开关转换也会带来一些负面影响。开关转换频率在 20 MHz 和 200 MHz 之间时,滋扰会急剧增添。这就使得开关模式电源开拓职员必须在高频率范围内,在高效率和低滋扰之间找到优越的协调规划。此外,ADI 公司提出了立异的 Silent Switcher®技巧,纵然是极快的开关边沿,也可能孕育发生最小电磁辐射。

图1.对开关模式电源进行开关转换,在开枢纽关头点处施加输入电压。

图1显示了快速和慢速开关转换。快速开关转换会给左近电路段孕育发生更强的滋扰耦合。存在电压突变的PCB走线可与具有高阻抗的左近走线孕育发生容性耦合。存在电流突变的 PCB 走线可与左近走线孕育发生电感耦合。经由过程减慢开关转换,可将这些影响降至最低。图 2 显示了一种履历证适用于异步开关调节器的技巧。此处,两个开关中的一个应用了肖特基二极管。将电阻与自举电容 CBOOT(供给高端边 n 沟道 MOSFET 的栅极电压)串联,可减慢开关的开关转换。当无法直接调剂功率 MOSFET 的栅极旌旗灯号线时,此技术可用于集成开关调节器。假如将开枢纽关头制器与外部 MOSFET 共同应用,也可将电阻插入栅极驱动走线中。电阻值平日小于 100 Ω。

图 2. 应用自举电阻减慢异步降压转换器中的开关转换。

然则,大年夜多半今世开关调节器都是具有高边和低边有源开关的同步开关调节器。此处,在 CBOOT 路径中应用电阻无法显着减慢开关转换。假云云处照样应用与 CBOOT 并串联的电阻(如图 3 所示),则也将减慢高边开关的开关转换。然则,这可能导致低边开关没有完全关闭。是以,高端边开关和低边开关可能同时瞬间打开。这将导致输入电压到接地之间呈现破坏性短路。这一点尤为关键,由于开关转换速率也受到事情温度等参数和半导体制造中的可变性的影响。是以,纵然是在实验室测试,也无法包管安然操作。要减慢具有集成开关的同步开关调节器的开关转换,应应用可经由过程内部电路直接设置开关转换速率的同步开关调节器。例如 ADI 公司的 ADP5014。在这些集成电路中,可在内部确保:在减慢开关转换时,两个开关不应时导通,是以也不会发生短路,并且在 CBOOT 路径中都没有电阻。

图 3. 因为高端开关转换减慢而可能短路的同步降压转换器。

关于快速开关转换,近年来有一个异常紧张的立异不容漠视。ADI 公司的 Silent Switcher 技巧使快速开关边沿的电磁辐射大年夜幅低落,高达 40 dB(10,000 倍)。是以,可开拓出具有超快边沿且仅有最小 EMC 问题的开关模式电源。在大年夜多半环境下,Silent Switcher 器件无需为了削减 EMI 而低落开关转换速率。经由过程 Silent Switcher 技巧,在很大年夜程度上打消了在最大年夜转换效率和最小电磁滋扰之间进行权衡的难题。

滥觞:互联网

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