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在開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的三個(gè)因素
文章來(lái)源:handler    時(shí)間:2023-05-11 05-59-59

1、優(yōu)化開(kāi)關(guān)頻率

一般開(kāi)關(guān)頻率越高,輸出濾波器元件L和CO的尺寸就越小。因此,它能夠減小電源的體積和成本。更高的帶寬也可以改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。然而,更高的開(kāi)關(guān)頻率意味著更大的功率損耗,這會(huì)導(dǎo)致需要更大的電路板空間或者散熱器來(lái)緩解熱應(yīng)力。目前,對(duì)于≥大多數(shù)降壓電源在10A輸出電流中的工作頻率范圍為100kHz至1mHz~2mHz。對(duì)10A負(fù)載電流而言,開(kāi)關(guān)頻率可達(dá)數(shù)mHz。通過(guò)仔細(xì)權(quán)衡尺寸、成本、效率等性能參數(shù),可以實(shí)現(xiàn)每一個(gè)設(shè)計(jì)的最佳頻率。

2、選擇Mosfet

當(dāng)選用MOSFET作為降壓轉(zhuǎn)換器時(shí),首先要確保其最大VDS額定值高于電源VIN,VIN有足夠的裕度。(MAX)。但是不要選擇FET額定電壓過(guò)高。比如16VIN(MAX)FET比較適合電源,額定值為25V或30V。因?yàn)镕ET的導(dǎo)通電阻通常隨著額定電壓的增大而增大,所以額定值為60V的FET電壓過(guò)高。下一步,F(xiàn)ET導(dǎo)通電阻RDS(ON)QG(或者QGD)和柵極電荷是兩個(gè)最重要的參數(shù)。一般而言,格柵極電荷QG和導(dǎo)通電阻RDS(ON)選擇之間。一般而言,硅片尺寸較小的FETQG較低,RDS導(dǎo)電阻力較高。(ON),并且FETRDS硅芯片尺寸大。(ON)和大QG。頂部MOSFETQ1在降壓轉(zhuǎn)換器中同時(shí)吸收傳導(dǎo)損耗和交流開(kāi)關(guān)損耗。在低輸出電壓和小占空比的應(yīng)用中,通常需要使用低QGFET。由于低壓側(cè)同步FETQ2在VDS電壓接近零時(shí)會(huì)導(dǎo)通或截止,所以其交流損耗較小。在這種情況下,對(duì)于同步FETQ2而言,低RDS(ON)比QG更為關(guān)鍵。當(dāng)單個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管無(wú)法承載總功率時(shí),可以考慮采用多個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)工作。

3、選用輸入和輸出電容

一,應(yīng)該選擇有足夠電壓降低的電容。

降壓轉(zhuǎn)換器的輸入電容器有脈動(dòng)開(kāi)關(guān)電流和大紋波電流。因此,為了保證使用壽命,應(yīng)選擇具有足夠RMS紋波電流額定值的輸入電容器。鋁電解電容器和低ESR陶瓷電容器通常在輸入端并聯(lián)使用。

輸出電容器不僅決定了輸出電壓紋波,還決定了負(fù)載的瞬態(tài)性能。輸出電壓紋波可以通過(guò)公式(15)計(jì)算。ESR和總電容器對(duì)于高性能應(yīng)用很重要,因?yàn)镋SR和總電容器應(yīng)該盡可能降低輸出紋波電壓,優(yōu)化負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。低電容器、低電容器聚合物電容器和多層陶瓷電容器(MLCC)那是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

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