雷竞技注册
新闻

TI公司的新型Buck变换器及开关稳压器导通模式的问题

2020年3月6日通过罗伯特Keim

降压转换器工作在“强制连续传导模式(FCCM)”。我们把这一项分解。

开关模式调节器操作的基本原理相当简单:我们通过定期打开和关闭插入输入和输出之间的开关来保持指定的负载电压(尽管负载条件变化)。

然而,细节更加复杂,部分原因是我们可以进行各种调整如何完全打开和关闭开关。

新成立的TPS562207从德州仪器公司总是以一种叫做强制连续传导模式(FCCM)的东西工作。因此,在这篇文章中,我想简单地讨论开关模式调节中连续和间断传导的问题。

巴克调节器回顾

我们习惯了电容器充放电的概念:在一定条件下,外部电压导致电荷在电容器中积累,然后电容器可以作为电压源,为其他组件充电。

电感器可以基本上以相同的方式起作用,尽管底层机制基于磁场而不是电荷。因此,开关调节器可以向负载提供一致电流,因为当开关关闭时它是“充电”电感器,然后允许电感器在开关打开时将电流“放电”电流“放电”进入负载。

为了避免有些不准确的充电/放电的术语,我们可以说,输入电压驱动电流通过电感(和负载)当开关关闭时,电感器,通过它的磁场,保持电流负载时,开关是开着的。

这个过程导致电感电流(Il)看起来是这样的:

开关闭合和断开时感应器电流的示意图。

当开关关闭时(在图中标记为“上”)时,电感电流正在升高。当开关打开时(标记为“OFF”),电感电流正在升高。

不连续传导模式(DCM)

如果一个开关稳压器允许通过电感的电流下降到零,它是在不连续的传导模式下工作。这不会导致零输出电流,虽然,因为在关闭部分的周期,电感和输出电容都提供电流的负载。

传递到负载电路的电流是平均电感电流,而不是瞬时电感电流。

在循环的偏离部分期间维护非零电感电流需要具有更多存储容量的较大电感。因此,不连续操作允许我们使用较小的电感器,从而减小整体解决方案尺寸。

较低的电感也有助于提高效率和瞬态响应。

连续传导模式(CCM)

如果开关调节器在CCM中工作,电感电流不会下降到零。大多数降压稳压器的设计是这样的,当提供全负载电流时,它们将在CCM中,这种模式通常提供优越的整体性能。

迫使CCM

降压调节器不需要运行总是在CCM或总是在扩张型心肌病。事实上,在低负载电流要求下,CCM转换器进入DCM是正常的单片机已过渡到低功耗待机模式)。

强制连续控制是一种即使在轻载条件下也能使变流器避免不连续运行的技术。这是通过允许电感电流为负来实现的,以便电流继续流动平均电感电流降低到与负载要求的电流一致的水平:


TPS562207数据表表示强制CCM在两方面是有益的:它允许此转换器维护固定的切换频率,它减少了输出纹波

紧凑,低复杂度DC/DC转换

TPS562207是具有集成开关元件的降压转换器,最大输出电流为2A。它有六针,1.6 mm×1.6 mm封装,需要很少的外部部件。

简化TPS562207示意图。图片由德州仪器公司

当负载电流不低于最大值时,效率非常好,尤其是较高的输出电压。

TPS562207的效率图表。图片由德州仪器公司

TI表示,该部件针对低待机电流进行了优化,因此该转换器可能是在非活动状态下花费大量时间的电池供电应用的不错选择。

低纹波规则

我不喜欢输出纹波,因此,我经常更喜欢线性稳压器低压模拟和混合信号设计。然而,TPS562207即使在这些类型的应用中也是一个竞争者:如下图所示,中等输出电流下的纹波峰值小于10 mV。

图示中等输出电流下的纹波。图片由德州仪器公司

特征图像(修改)由德州仪器公司


您是否拥有任何用于在空间约束或噪声敏感的应用程序中使用的交换稳压器IC?随意留下评论,让我们知道。