磁滯模式電源穩(wěn)壓器
低壓降穩(wěn)壓器(ldo)對于系統(tǒng)工程師而言,幾乎成為電源設計的代名詞,也是最佳選擇。但隨著電子產(chǎn)品種類日益增多,如筆記本電腦、mp3 和 dvd 播放器等,它們對電源的需求也不盡相同。負載電流開始增加,從數(shù)百毫安到 1安培以上;而輸出電壓則在不斷下降,從 3.3v、2.5v 一直到現(xiàn)在的 1.2v 或更低。鑒于此,ldo已很難面面俱到,尤其對溫升與電池壽命皆是一大考驗。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/20985.htm開關式電源 (switching power)正逐步被應用于便攜式電子設備之中,其中又以脈沖寬度調(diào)制(pwm)的使用最為普遍。但在使用 pwm 的過程中,保持回路穩(wěn)定性(loop stability)的問題一直讓大家感到舉步維艱。此外,設計工程師以往只著重在效率、成本以及電路板布局等方面進行考慮,但伴隨著負載變化越來越快速,瞬態(tài)響應能力卻似乎仍然尚未引起注意。對 cpu 或 dsp 而言,負載電流越大,di/dt(a/us)變化愈快,因此需要特別注意是否造成輸出電壓產(chǎn)生過沖 (overshoot)或下跳(undershoot)現(xiàn)象。除 pwm 外,還有一種有極佳瞬態(tài)響應與穩(wěn)定性的電源穩(wěn)壓架構 磁滯模式(hysteretic mode),它是屬于 pfm 方式的開關式電源器件。
通常,以時鐘(或頻率)而言,有 pwm、constant-on time、constant-off time 以及磁滯等不同方式;就反饋控制而言,則有電壓模式及電流模式等控制。此兩者在電源控制中相互搭配組合,且不會相互沖突。下面將重點討論電壓模式的磁滯控制。
什么是電壓磁滯模式?
簡單地講,電壓磁滯模式即:
1.用比較器為基本控制組件;
2.輸出電容必須有 esr;
3.無法利用降低輸出電容 esr 來
減少輸出電壓的紋波;
4.不必擔心穩(wěn)定度;
5.在輕負載時有較高效率,又不
會造成輸出紋波增加。
磁滯穩(wěn)壓器的構造
圖1為一個簡化的磁滯控制器,調(diào)節(jié)器(modulator)是一個具有10~15mv輸入磁滯電壓窗口的比較器,用來比較反饋電壓與參考電壓。當反饋電壓超過磁滯電壓的1/2時,比較器沒有輸出,并且關閉mosfet開關。此關閉狀態(tài)將持續(xù)到反饋電壓低于1/2的磁滯電壓以下,且比較器輸出為high時,才會重新打開開關。
這種電源拓撲結構具有極為快速的響應能力,以滿足負載瞬間的變化。通過使用這一簡化的寬帶控制回路,用戶將不必再采用誤差放大器,也無需進行頻率補償。不過與 pwm 設計不同,它的操作頻率不是由振蕩器設定的,而是取決于許多外在因素。
磁滯穩(wěn)壓器的開關波形
磁滯穩(wěn)壓器的開關波形見圖2,輸出開關的 on 和 off 時間與下列因素有關:
圖2 磁滯穩(wěn)壓器的開關波形
輸入和輸出的電壓;
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