电子发烧友网 > 电源/新能源 > 正文

单片式开关稳压器——当所有一切都集成在芯片上时

2020年09月30日 13:43 次阅读

作者:FrederikDostal,ADI现场应用工程师

开关稳压器可以采用单片结构,也可以通过控制器构建。在单片式开关稳压器中,各功率开关(一般是MOSFET)会集成在单个硅芯片中。使用控制器构建时,除了控制器IC,还必须单独选择半导体和确定其位置。选择MOSFET非常耗费时间,且需要对开关的参数有一定了解。使用单片式设计时,设计人员无需处理这些问题。此外,相比高度集成的解决方案,控制器解决方案通常会占用更多的电路板空间。所以,毫不意外多年来人们越来越多地采用单片式开关稳压器,如今,即使对于更高功率,ADI公司也有大量的解决方案可供选择。图1左侧是单片式降压转换器,右侧是控制器解决方案。

图1.单片式降压转换器(左);带外部开关的控制器解决方案(右)

虽然单片式解决方案需要的空间较少,也简化了设计流程,但另一方面,控制器解决方案的优势是更加灵活。设计人员可以为控制器解决方案选择经过优化、适合特定应用的开关管,也可以控制开关管的栅级,所以能够通过更巧妙地部署无源组件来影响开关边沿。此外,控制器解决方案适合高功率,因为可以选择大型分立式开关管,且开关损耗会远离控制器IC。

但是,除了这些熟知的单片式解决方案的有利和不利因素之外,还有一个因素容易忽略。在开关稳压器中,所谓的热回路是实现低辐射的决定因素。在所有开关稳压器中,应尽量优化EMC。实现优化的基本原则之一是:最小化各个热回路中的寄生电感。在降压转换器中,输入电容和高压侧开关之间的路径,高压侧开关和低压侧开关之间的连接,以及低压侧开关和输入电容之间的连接都是热回路的一部分。它们都是电流路径,其中的电流随开关切换的速度而变化。通过快速的电流变化,因寄生电感形成电压偏移,可以作为干扰耦合到不同的电路部分。

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

所以,这些热回路中的寄生电感必须保持尽可能低。图2用红色标出各热回路路径,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,单片式解决方案具有两大优势。一,其热回路比控制器解决方案的热回路小。二,高压侧开关和低压侧开关之间的连接路径非常短,且只在硅芯片上完成走线。两者相比,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布线,通常采用的键合线和引线框架具有寄生电感。这会导致更高的电压偏置,以及更差的EMC性能。

结论

因此,单片式开关稳压器具备额外的,少为人知的EMI优势。这种干扰有多强,对电路有什么影响,具体取决于许多其他参数。但是,就EMC性能而言,单片式开关稳压器和带控制器IC的解决方案之间存在差异,这一点值得考虑。

作者简介

FrederikDostal曾就读于德国埃尔兰根大学微电子学专业。他于2001年开始工作,涉足电源管理业务,曾担任多种应用工程师职位,并在亚利桑那州凤凰城工作了四年,负责开关模式电源。他于2009年加入ADI公司,并在慕尼黑ADI公司担任电源管理现场应用工程师。

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播

电子发烧友观察

一线报道 · 深度观察 · 最新资讯
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

四轴机器人编程与应用

主题简介:本次直播主要讲解四轴机器人控制器基本原理及组成。四轴机器人的核心技术内嵌人工智能算法的工业级运动控制技术和伺服
发烧友学院发表于 2018-10-30 00:00 16817次阅读
四轴机器人编程与应用

理想汽车将推出的全尺寸扩展型智能SUV中使用NV...

Li Auto今天在北京与NVIDIA和NVIDIA中国合作伙伴Huizhou Desay SV A....
发表于 2020-09-30 13:57 96次阅读
理想汽车将推出的全尺寸扩展型智能SUV中使用NV...

Allegro发布三相无刷直流电机控制器,具有高...

Allegro发布的三相无刷直流(BLDC)电机控制器AMT49413可与外部N沟道功率MOSFET....
发表于 2020-09-30 13:56 66次阅读
Allegro发布三相无刷直流电机控制器,具有高...

利用多功能DAC AD5755芯片解决提高效率并...

可编程逻辑控制器 (PLC)使用逻辑、时序控制、定时、计数和算术算法等快速、确定性的功能来控制机器和....
发表于 2020-09-30 12:07 56次阅读
利用多功能DAC AD5755芯片解决提高效率并...

可编程控制器的四大特点解析

可编程控制器使用较多,因此可编程控制器具有很强的现实意义。对于可编程控制器,大家或多或少有所耳闻,但....
发表于 2020-09-30 10:34 41次阅读
可编程控制器的四大特点解析

VR靴子:VR游戏界的福音

虚拟现实在过去的几年里已经有了长足的进步 虽然采用率并没有达到开发者的预期,但设备正在改进,价格也越....
发表于 2020-09-30 09:25 79次阅读
VR靴子:VR游戏界的福音

ISL6558多相脉宽调制控制器

6558.html" title="ISL6558产品参数、文档资料和货源信息" target="_blank">ISL6558是一个多相脉宽调制控制器,...
发表于 2020-09-29 16:44 0次阅读
ISL6558多相脉宽调制控制器

EMC的电源优化

5.1电源优化 PCB 供电系统通常包括地面系统和一个或多个电源,电源和地面网络通常是电路中最大分布....
发表于 2020-09-29 16:01 157次阅读
EMC的电源优化

基于Intel R Xscale PXA250/...

在一个大型会议系统或多媒体电教室系统中往往通过中央控制系统,实现整个系统的集中控制。点击LCD触摸屏....
发表于 2020-09-28 17:53 323次阅读
基于Intel R Xscale PXA250/...

ISL6144高压环形MOSFET控制器介绍

ISL6144环形MOSFET控制器和适当尺寸的N沟道功率MOSFET增加了功率分布更换功率O型圈二极管的效率和可...
发表于 2020-09-28 16:35 101次阅读
ISL6144高压环形MOSFET控制器介绍

基于FPGA器件EPF10K20RC240-3实...

HDLC(High Level Data Link Control)协议是通信领域中应用最广泛的协议....
发表于 2020-09-27 21:00 116次阅读
基于FPGA器件EPF10K20RC240-3实...

A4490是三输出降压开关稳压器

特点和优点 ▪ 三降压转换器 ▪ 4.5至34 V输入电压范围 ▪ 550kHz固定频率 ▪ 多相开关 ▪ 各变流器独立控制 ...
发表于 2020-09-27 17:51 101次阅读
A4490是三输出降压开关稳压器

一个降压单片功率开关稳压器A5973D解析

特征 ■符合AEC-Q100要求(温度等级3),见PPAP了解更多细节。 ■温度范围-40°C至85°C ■2A DC直流...
发表于 2020-09-27 17:50 101次阅读
一个降压单片功率开关稳压器A5973D解析

余压监控系统中余压控制器的工作流程是怎样的

余压监控系统在火灾发生时能有效地控制烟气的蔓延且排烟迅速及时,对救人、救灾工作起着关键的作用。 余压....
发表于 2020-09-27 15:41 48次阅读
余压监控系统中余压控制器的工作流程是怎样的

余压监控系统中的余压控制器,它的特点是什么

余压监控系统在火灾发生时能有效地控制烟气的蔓延且排烟迅速及时,对救人、救灾工作起着关键的作用。 余压....
发表于 2020-09-27 15:35 80次阅读
余压监控系统中的余压控制器,它的特点是什么

【HarmonyOS HiSpark Wi-Fi IoT 套件试用连连载】鸿蒙OS WiFi lot smart home kit开箱报告

       电子发烧友又举行开发板试用活动了,我很幸运,获得了鸿蒙OS WiFi lot smart home ki...
发表于 2020-09-27 14:43 104次阅读
【HarmonyOS HiSpark Wi-Fi IoT 套件试用连连载】鸿蒙OS WiFi lot smart home kit开箱报告

无人机角度控制器的主要参数的调试方法介绍

9、THR_MDL_FAC参数,这个参数是用来修正升力和PWM输出值的关系的,我们经常发现在悬停状态....
发表于 2020-09-26 11:55 602次阅读
无人机角度控制器的主要参数的调试方法介绍

索尼全新的PS VR控制器曝光,可实现Index...

随着PS5的发布,更多PS VR游戏将在性能上得到极大优化。硬件部分,这次索尼也带来了全面升级的光线....
发表于 2020-09-26 11:42 546次阅读
索尼全新的PS VR控制器曝光,可实现Index...

LX1689最新一代CCFL控制器

LX1689是最新一代直接驱动CCFL(冷阴极荧光灯)控制器。它使用新电路设计技术(专利待定)并结合了数字和线性采...
发表于 2020-09-25 17:38 0次阅读
LX1689最新一代CCFL控制器

使用Pi在不带MIDI的Korg Monotro...

Scholl不仅共享了最终项目,还包括完整的说明,以便您可以自己重新创建它。它本质上使用Raspbe....
发表于 2020-09-25 15:35 194次阅读
使用Pi在不带MIDI的Korg Monotro...

BITO在工博会上为大家带来新一代AMR核心控制...

9月15日至9月19日,中国国际工业博览会作为疫情之后全球首个制造业权威展会又一次在国家会展中心(上....
发表于 2020-09-25 15:33 158次阅读
BITO在工博会上为大家带来新一代AMR核心控制...

COMPONENTS应用笔记140 - 第3/3...

随着数据处理系统越来越大,速度越来越快,其处理器和存储器单元在电压不断降低的情况下需要更大的电流。在....
发表于 2020-09-25 14:33 127次阅读
COMPONENTS应用笔记140 - 第3/3...

Xbox Design Lab从2020年10月...

微软在宣布这一消息时表示:“ Xbox设计实验室将很快休息,但仍有时间创建自己的!感谢大家多年来分享....
发表于 2020-09-25 14:20 134次阅读
Xbox Design Lab从2020年10月...

Xbox Series X和S的专有扩展卡的价格...

作为不断更新的列表的一部分,EuroGamer详细介绍了Xbox Series S和X何时何地可以预....
发表于 2020-09-25 14:12 182次阅读
Xbox Series X和S的专有扩展卡的价格...

埃斯顿日前宣布在控制器、SCARA机器人等领域与...

编 者 按 埃斯顿日前宣布与小米集团合作,在控制器、SCARA机器人等领域展开联合研发。近年来,埃斯....
发表于 2020-09-24 17:25 248次阅读
埃斯顿日前宣布在控制器、SCARA机器人等领域与...

详细介绍余压监控系统联动泄压的整个过程

高层建筑发生火灾时,防烟楼梯间是高层建筑内部人员逃生的垂直疏散通道。对不具备自然排烟条件的防烟楼梯间....
发表于 2020-09-24 15:20 179次阅读
详细介绍余压监控系统联动泄压的整个过程

余压监控系统是如何控制前室、走道与楼梯间的

建筑发生火灾时,防烟楼梯间、避难走道及其前室,是人员撤离的生命通道和消防人员进行扑救的通行走道。对不....
发表于 2020-09-24 15:19 64次阅读
余压监控系统是如何控制前室、走道与楼梯间的

一文详解伺服电机与伺服控制器

伺服的结构是怎样的?一个最简易的伺服控制单元,就是一个伺服电机加伺服控制器,今天就来解析下伺服电机与....
发表于 2020-09-24 10:54 251次阅读
一文详解伺服电机与伺服控制器

仙工智能发布全球首款AMR安全控制器SRC-30...

仙工智能(SEER)发布首款AMR 安全控制器、企业数字化中台 SEED、全感知 AI 物流系统 R....
发表于 2020-09-23 17:39 207次阅读
仙工智能发布全球首款AMR安全控制器SRC-30...

Xbox Series S和Xbox Serie...

因此,正如新的Microsoft视频剪辑所解释的那样,新的Xbox Series控制器的“共享”按钮....
发表于 2020-09-23 16:39 146次阅读
Xbox Series S和Xbox Serie...

如何能够有效解决智能燃气表发展过程中的四大问题?

在我国,最早期的智能燃气表可以追溯到IC卡燃气表,其中以IC卡为媒介、配置电子控制器所组成的膜式燃气....
发表于 2020-09-23 16:39 203次阅读
如何能够有效解决智能燃气表发展过程中的四大问题?

Microsoft开放Xbox Series X...

Xbox产品营销总监Navin Kumar表示:“为了确保我们为您提供最佳的下一代游戏体验,我们创建....
发表于 2020-09-23 16:04 152次阅读
Microsoft开放Xbox Series X...

舍弗勒与博世建立合作伙伴关系,以扩大智能后轮转向...

博世积累了数十年的软件开发和转向控制装置生产经验,而且已经在众多客户应用中成功地采用该项技术。基于方....
发表于 2020-09-23 14:17 337次阅读
舍弗勒与博世建立合作伙伴关系,以扩大智能后轮转向...

应用笔记140 第2/3部分 - 开关模式电源基...

显然是高效率。在SMPS中,晶体管在开关模式而非线性模式下运行。这意味着,当晶体管导通并传导电流时,....
发表于 2020-09-23 13:03 149次阅读
应用笔记140 第2/3部分 - 开关模式电源基...

分而治之的概念适用于任何总线类型应用中

其中有一个很明显的发展趋势:将复杂的问题分为若干个较小、较简单且更加明确的问题,并针对具体的任务运用....
发表于 2020-09-22 18:08 614次阅读
分而治之的概念适用于任何总线类型应用中

如何快速入门单片机

好多人学习单片机始终不能入门,那怎么才能快速的入门呢?
发表于 2020-09-22 17:33 241次阅读
如何快速入门单片机

应用于上桥臂电流检测中的专用放大器分析

上桥臂电流检测通常采用支持扩展共模电压的专用器件,但是专用器件也有自身的限制,例如,当共模电压高于1....
发表于 2020-09-22 12:40 161次阅读
应用于上桥臂电流检测中的专用放大器分析

AMETEK程控电源事业部拓展SMX系列产品

AMETEK程控电源事业部是交流/直流程控电源和数采/开关产品的领导厂商,为全球众多领域客户提供丰富....
发表于 2020-09-22 11:55 107次阅读
AMETEK程控电源事业部拓展SMX系列产品

广东卫视专访报道深圳杰出科技代表航顺芯片-“双循...

广东卫视/珠江观察近日专访总部位于深圳的航顺芯片,航顺芯片是国内最早开始研发国产32位MCU芯片的一....
发表于 2020-09-22 11:31 315次阅读
广东卫视专访报道深圳杰出科技代表航顺芯片-“双循...

SOT-23封装的LM2731开关稳压器

LM2731开关稳压器为电流模式升压型\固定频率为1.6mhz(“X”)的转换器选项)和600 kHz(“Y”选项)。SOT-23...
发表于 2020-09-21 18:03 101次阅读
SOT-23封装的LM2731开关稳压器

8V至28V的L9904电机桥控制器

工作电源电压8V至28V,最大40V过电压 工作电源电压6V实现的升压变换器 待机状态下的静态电流小于50μA ISO...
发表于 2020-09-21 17:57 0次阅读
8V至28V的L9904电机桥控制器

紫光国微高端SIM卡的海外出货量保持高速增长

其中,SIM卡的出货量占比是最大,尤其高端SIM卡的海外出货量保持高速增长,从而进一步优化了在这个领....
发表于 2020-09-21 17:42 322次阅读
紫光国微高端SIM卡的海外出货量保持高速增长

高精度湿度测量传感器模块在智能家居领域的应用

随着现在社会的不断发展,人们的生活水平也在不断的提高,生活品质也越来越好,现在几乎每一个家庭都有安装....
发表于 2020-09-21 14:36 205次阅读
高精度湿度测量传感器模块在智能家居领域的应用

ABB机器人的SafeMove2在实际使用中具备...

总是在各种介绍里看到ABB机器人的SafeMove2,那你是否了解它在实际使用中所需的硬件和功能呢?....
发表于 2020-09-21 14:15 211次阅读
ABB机器人的SafeMove2在实际使用中具备...

在农业中使用无人机有哪好处,应用案例分析

尽管最初是为军事目的而建造的无人机(又名无人机),但现在已广泛应用于许多行业。随着无人机的市场规模达....
发表于 2020-09-21 11:56 142次阅读
在农业中使用无人机有哪好处,应用案例分析

敲重点!选择合适的开关稳压器真的很重要

线性稳压器通常比由分立元件(例如齐纳二极管和电阻器,晶体管甚至运算放大器)制成的等效稳压器电路效率更高,更易于...
发表于 2020-09-21 10:05 202次阅读
敲重点!选择合适的开关稳压器真的很重要

宁德时代提出负载控制电路的新发明,应用于电动车辆...

总的来说,宁德时代的此项发明,通过驱动信号以及电容储能,可以使负载保持工作状态,避免负载由于控制器的....
发表于 2020-09-20 11:52 468次阅读
宁德时代提出负载控制电路的新发明,应用于电动车辆...

中国移动一直致力于引入 SDN 技术,进一步开放...

新华三集团深耕行业三十余年,始终以客户需求为导向,提供场景化解决方案,支持运营商、政府、金融、医疗、....
发表于 2020-09-20 10:20 779次阅读
中国移动一直致力于引入 SDN 技术,进一步开放...

CS5171/2/3/4是280kHz/560kHz的开关稳压器

特征 •提供无铅包装 •集成电源开关:保证1.5 A •宽输入范围:2.7 V至30 V •高频允许小部件 •最小外部组件...
发表于 2020-09-18 17:28 202次阅读
CS5171/2/3/4是280kHz/560kHz的开关稳压器