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亚德诺半导体开关稳压器是单片结构还是控制器结构?
2022-09-13 1004次

  亚德诺半导体开关稳压器可采用单片结构或控制器。在单片开关稳压器中,每个功率开关(通常是MOSFET)都集成在单个硅芯片中。除了控制器IC外,还必须单独选择半导体并确定其位置。选择MOSFET需要很长时间,并且需要对开关的参数有一定的了解。在使用单片设计时,设计师不需要处理这些问题。

此外,与高度集成的解决方案相比,控制器解决方案通常占用更多的电路板空间。因此,多年来,人们越来越多地使用单片式开关稳压器并不奇怪。现在,即使功率更高,也有很多解决方案可供选择。图1左侧为单片式降压转换器,右侧为控制器解决方案。

 

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  图1.单片式降压转换器(左);带外开关的控制器解决方案(右)

  虽然单片解决方案需要更少的空间,简化了设计过程,但另一方面,控制器解决方案的优点是更灵活。设计人员可以选择适合特定应用的优化开关管或开关管的网格级别,以更巧妙地部署无源组件,影响开关边缘。此外,控制器解决方案适用于高功率,因为可以选择大型分立开关管,开关损耗将远离控制器IC。

  然而,除了这些众所周知的单片式解决方案的有利和不利因素外,还有一个很容易被忽视的因素。在开关稳压器中,所谓的热回路是实现低辐射的决定性因素。在所有开关稳压器中,EMC应尽可能优化。优化的基本原则之一是尽量减少每个热回路中的寄生电感。在降压转换器中,输入电容器与高压侧开关之间的路径、高压侧开关与低压侧开关之间的连接、低压侧开关与输入电容器之间的连接是热回路的一部分。它们都是电流路径,电流随开关切换速度而变化。通过快速的电流变化,寄生电感形成的电压偏移可以作为干扰耦合到不同的电路部分。

因此,这些热回路中的寄生电感必须尽可能低。图2用红色标记每个热回路路径,左侧为单片式开关稳压器,右侧为控制器解决方案。我们可以看到,单片式解决方案有两个优点。首先,它的热回路小于控制器解决方案的热回路。二是高压侧开关与低压侧开关的连接路径很短,只在硅芯片上接线。相比之下,对于带控制器IC的解决方案,连接的电流路径必须通过封装的寄生电感接线,通常使用的键合线和引线框架具有寄生电感。这将导致更高的电压偏差和更糟糕的EMC性能。

 

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  图2.单片式开关稳压器(左)和带控制器IC的解决方案(右),每个都有一些不同形式的热回路。

 

  德诺半导体开关稳压器的单片式开关稳压器具有额外而鲜为人知的EMI优势。这种干扰有多强,对电路有什么影响,取决于许多其他参数。但就EMC性能而言,单片式开关稳压器与带控制器IC的解决方案存在差异,值得考虑。

 

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