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現(xiàn)在，對電源功耗、效率、外型尺寸、成本、上市時間等提出更高和更苛刻的要求，而設(shè)計裕量越來越少、往往在設(shè)計的最后階段還要修改設(shè)計，這使得電源系統(tǒng)必須采用更先進(jìn)的技術(shù)。為此，美國國家半導(dǎo)體公司推出6款全新的高性能、設(shè)計靈活、容易使用的SIMPLE SWITCHER高頻降壓穩(wěn)壓器，同時為了使新產(chǎn)品獲得更好的設(shè)計支持，該公司進(jìn)一步加強(qiáng)WEBENCH設(shè)計工具的內(nèi)容，使用戶在更理想的設(shè)計支持下迅速完成DC/DC電源系統(tǒng)的設(shè)計。 全新的SIMPLE SWITCHER高頻降壓穩(wěn)壓器 6款新型號SIMPLE SWITCHER穩(wěn)壓器具有下列特性： *寬輸入電壓范圍(6V"75V)； *輸出電壓最低可達(dá)1.225V； *輸出電流高達(dá)3A(LM25576，LM5576)； *開關(guān)頻率(50KHz"1MHz)可調(diào)； *良好的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)； *可靠的過流保護(hù)以及過熱停機(jī)等功能。 這幾款新型穩(wěn)壓器的一個具體應(yīng)用實例示于圖1。LM25576是6款新型穩(wěn)壓器中的一種，其輸入電壓范圍6V"42V，可調(diào)的輸出電壓可低到1.225V，用單個電阻器可調(diào)節(jié)工作頻率在50KHz"1MHz，具有主或從頻率同步，可調(diào)的軟啟動，內(nèi)置保護(hù)，采用模擬電流模式(Emulated Current Mode-EMC)控制結(jié)構(gòu)。 圖1 LM25576應(yīng)用電路 模擬電流模式(ECM)控制 新型SIMPLE SWITCHER穩(wěn)壓器是基于已注冊專利的模擬電流模式控制(ECM)結(jié)構(gòu)。 大多數(shù)傳統(tǒng)的電流模式穩(wěn)壓器是通過控制FET的導(dǎo)通電流來測量電感器電流。而ECM是在控制FET即將恢復(fù)導(dǎo)通前測量續(xù)流二極管的電流(圖2)，然后，取樣/保持電路捕獲此信號，穩(wěn)壓器的內(nèi)置時鐘選通取樣/保持電路。保持二極管電流信號，然后導(dǎo)通控制FET。此后，1個小的電流源開始充電斜波電容器，電容器所選值與電感器值成比例。充電電流正比于輸入和輸出差值電壓。因此，電容器的斜波電壓斜率正比于電感器電流斜波。當(dāng)把斜波電壓加到上述的取樣電流測量中時，結(jié)果是1個梯形波形，這完全像控制FET的電流波形去除所有常見的非理想形狀。這使得ECM能精確地控制非常窄的導(dǎo)通脈沖，這對于穩(wěn)壓器工作在大降壓比的條件下是一個非常有價值的特性。 圖2 ECM控制結(jié)構(gòu) ECM控制集電壓模式與電流模式控制的優(yōu)點于一身，具有如下特點： *良好的瞬態(tài)響應(yīng)； *可工作在極低占空比； *良好的抗噪聲干擾能力； *良好的線路噪聲抑制能力； *利用WEBENCH網(wǎng)上設(shè)計工具模擬簡單的環(huán)路補(bǔ)償。 WEBENCH網(wǎng)上設(shè)計工具 美國國家半導(dǎo)體公司的WEBENCH網(wǎng)上設(shè)計工具為SIMPLE SWITCHER穩(wěn)壓器提供設(shè)計支持。工程師利用這種網(wǎng)上設(shè)計工具可以在很短時間內(nèi)完成包括建模、優(yōu)化及分析在內(nèi)的整個設(shè)計過程。WEBENCH設(shè)計工具是一套完善的軟件解決方案，包含挑選器件、建立設(shè)計、分析設(shè)計、建模(圖3)，這包括選擇元器件、選擇最佳方案、產(chǎn)生電路圖/電氣特性分析、PCB設(shè)計圖/熱能分布分析等。圖4示出該設(shè)計工具的一個應(yīng)用實例。 圖3 WEBENCH網(wǎng)上設(shè)計工具 圖4 WEBENCH設(shè)計工具應(yīng)用實例 |
