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fn9084.8
12月 29, 2004
电源 stages
这 第一 步伐 在 designing 一个 multi-阶段 转换器 是 至
决定 这 号码 的阶段. 这个 determination
取决于 heavily 在 这 费用 分析 这个 在 转变 取决于
在 系统 constraints 那 differ从 一个 design 至 这 next.
principally, 这 设计者 将 是 影响 和 whether
组件 能 是 挂载 在 两个都 sides 的 这 电路
板; whether 通过-孔 组件 是 permitted; 和
这 总的 板 空间 有 为 电源-供应 电路系统.
一般地 speaking, 这 大多数 economical 解决方案 是
那些 在哪里 各自 阶段 handles 在 15 和 20a. 所有
表面-挂载 设计 将 tend 对着 这 更小的 终止 的 这个
电流 范围 和, 如果 通过-孔 mosfets 能 是 使用,
高等级的 每-阶段 电流 是 可能. 在 具体情况 在哪里
板 空间 是 这 限制的 constraint, 电流 能 是 pushed
作 高 作 30a 每 阶段, 但是 这些 设计 需要 热温
sinks 和 强迫 空气 至 cool 这 mosfets.
MOSFETS
这 选择 的 mosfets 取决于 在 这 电流 各自
场效应晶体管 将 是 必需的 至 conduct; 这 切换 频率;
这 能力 的 这 场效应晶体管s 至 dissipate 热温; 和 这
有效性 和 nature 的 热温 sinking 和 空气 流动.
更小的 场效应晶体管 电源 计算
这 计算 为 热温 dissipated 在 这 更小的 场效应晶体管 是
简单的, 自从 virtually 所有 的 这 热温 丧失 在 这 更小的
场效应晶体管 是 预定的 至 电流 安排 通过 这 频道
阻抗 (r
ds(在)
). 在 等式 13, i
M
是 这 最大
持续的 输出 电流; i
PP
是 这 顶峰-至-顶峰 inductor
电流 (看 等式 1); d 是 这 职责 循环 (v
输出
/v
在
); 和
l 是 这 每-频道 电感.
一个 额外的 期 能 是 增加 至 这 更小的-场效应晶体管 丧失
等式 至 账户 为 额外的 丧失 accrued 在 这
dead 时间 当 inductor 电流 是 流 通过 这
更小的-场效应晶体管 身体 二极管. 这个 期 是 依赖 在 这
二极管 向前 电压 在 i
M
, v
d(在)
; 这 切换 频率,
f
S
; 和 这 长度 的 dead 时间, t
d1
和 t
d2
, 在 这
beginning 和 这 end 的 这 更小的-场效应晶体管 传导
间隔 各自.
因此 这 总的 最大 电源 dissipated 在 各自 更小的
场效应晶体管 是 近似用 这 summation 的 p
L
和 p
D
.
upper 场效应晶体管 电源 计算
在 增加 至 r
ds(在)
losses, 一个 大 portion 的 这 upper-
场效应晶体管 losses 是 预定的 至 电流 安排 横过 这
输入 电压 (v
在
) 在 切换. 自从 一个 substantially
高等级的 portion 的 这 upper-场效应晶体管 losses 是 依赖
在 切换 频率, 这 电源 计算 是 更多
complex. upper 场效应晶体管 losses 能 是 分隔 在
独立的 组件 involving 这 upper-场效应晶体管
切换 时间; 这 更小的-mosfet 身体-二极管 反转-
恢复 承担, q
rr
; 和 这 upper 场效应晶体管 r
ds(在)
传导 丧失.
当 这 upper 场效应晶体管 转变 止, 这 更小的 场效应晶体管 做
不 conduct 任何 portion 的 这 inductor 电流 直到 这
电压 在 这 阶段 node falls 在下 地面. once 这
更小的 场效应晶体管 begins 组织,这 电流 在 这 upper
场效应晶体管 falls 至 零 作 这 电流 在 这 更小的 场效应晶体管
ramps 向上 至 假设 这 全部 inductor 电流. 在 等式 15,
这 必需的 时间 为 这个 commutation 是 t
1
和 这
近似 有关联的 电源 丧失 是 p
向上,1
.
这 upper 场效应晶体管 begins 至 conduct 和 这个 转变
occurs 在 一个 时间 t
2
. 在 等式 16, 这 近似的 电源
丧失 是 p
向上,2
.
一个 第三 组件 involves 这 更小的 场效应晶体管’s 反转-
恢复 承担, q
rr
. 自从 这 inductor 电流 有 全部地
commutated 至 这 upper 场效应晶体管 在之前 这 更小的-
场效应晶体管’s 身体 二极管 能 绘制 所有 的 q
rr
, 它 是 安排
通过 这 upper 场效应晶体管 横过 vin. 这 电源
dissipated 作 一个 结果 是 p
向上,3
和 是 大概
最终, 这 resistive 部分 的 这 upper 场效应晶体管’s 是 给 在
等式 18 作 p
向上,4
.
在 这个 情况, 的 航线, r
ds(在)
是 这 在 阻抗 的 这
upper 场效应晶体管.
这 总的 电源 dissipated 用 这 upper 场效应晶体管 在 全部 加载
能 now 是 近似 作 the summation 的 这 结果
从 equations 15, 16, 17 和 18. 自从 这 电源
equations 取决于 在 场效应晶体管参数, choosing 这
准确无误的 mosfets 能 是 一个 iterative 处理 那 involves
repetitively solving 这 丧失 equations 为 不同的 mosfets
和 不同的 切换 发生率 直到 converging 在之上 这
最好的 解决方案.
电流 感觉到
这 isen 管脚 是 denoted isen1, isen2, isen3 和
isen4. 这 电阻器 连接ed 在 这些 管脚 和
它们的 各自的 阶段 nodes 决定 这 增益 在 这
加载-线条 规章制度 循环 和 这 频道-电流 balance
P
L
r
DS 在
()
I
M
N
------
2
1d
–
()
I
LPP,
2
1d
–
()
12
--------------------------------+=
(eq. 13)
P
D
V
DON
()
f
S
I
M
N
------
I
PP
2
---------+
t
d1
I
M
N
------
I
PP
2
---------
–
t
d2
+
=
(eq. 14)
P
向上 1,
V
在
I
M
N
------
I
PP
2
---------+
t
1
2
----
f
S
≈
(eq. 15)
P
向上 2,
V
在
I
M
N
------
I
PP
2
---------
–
t
2
2
----
f
S
≈
(eq. 16)
P
向上 3,
V
在
Q
rr
f
S
=
(eq. 17)
P
向上 4,
r
DS 在
()
I
M
N
------
2
d
I
PP
2
12
----------
+
≈
(eq. 18)
ISL6559
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