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fn9178.3
july 25, 2005
运作
multi-阶段 电源 转换
微处理器 加载 电流 profiles 有 changed 至 这
要点 那 这 有利因素 的multi-阶段 电源 转换
是 impossible 至 ignore. 这 技术的 challenges
有关联的 和 producing 一个 单独的-阶段 转换器 那 是
两个都 费用-有效的 和 thermally viable 有 强迫 一个
改变 至 这 费用-节省 approach 的 multi-阶段. 这
isl6566 控制 helps 使简化 implementation 用
integrating vital 功能 和 需要 minimal 外部
组件. 这 块 图解 在 页 2 提供 一个 顶
水平的 视图 的 multi-阶段 电源 转换 使用 这
isl6566 控制.
Interleaving
这 切换 的 各自 频道 在 一个 multi-阶段 转换器 是
安排时间 至 是 symmetrically 输出的 阶段 和 各自 的 这 其它
途径. 在 一个 3-阶段 converter, 各自 频道 switches 1/3
循环 之后 这 previous channel 和 1/3 循环 在之前 这
下列的 频道. 作 一个 结果,这 三-阶段 转换器 有
一个 联合的 波纹 频率 三 时间 更好 比 这
波纹 频率 的 任何 一个 phase. 在 增加, 这 顶峰-至-
顶峰 振幅 的 这 联合的 inductor 电流 是 减少
在 份额 至 这 号码 的 阶段 (equations 1 和 2).
增加 波纹 频率 和 更小的 波纹 振幅 意思
那 这 设计者 能 使用 较少 每-频道 电感 和
更小的 总的 输出 电容 为 任何 效能
规格.
图示 1 illustrates 这 multiplicative 效应 在 输出 波纹
频率. 这 三 频道 电流 (il1, il2, 和 il3)
联合的 至 表格 这 交流 波纹 电流 和 这 直流 加载
电流. 这 波纹 组件 有 三 时间 这 波纹
频率 的 各自 单独的 频道 电流. 各自 pwm
脉冲波 是 terminated 1/3 的 一个 循环 之后 这 pwm 脉冲波 的 这
previous 阶段. 这 顶峰-至-顶峰 电流 为 各自 阶段 是
关于 7a, 和 这 直流 组件 的 这 inductor 电流
联合的 至 喂养 这 加载.
至 understand 这 减少 的 波纹 电流 振幅 在 这
multi-阶段 电路, examine这 等式 representing 一个
单独的 频道 顶峰-至-顶峰 inductor 电流.
在 等式 1, v
在
和 v
输出
是 这 输入 和 输出
电压 各自, l 是 这 单独的-频道 inductor 值,
和 f
S
是 这 切换 频率.
这 输出 电容 conduct这 波纹 组件 的 这
inductor 电流. 在 这 情况 的 multi-阶段 转换器, 这
电容 电流 是 这 总 的 这 波纹 电流 从 各自
的 这 单独的 途径. 对比 等式 1 至 这
expression 为 这 顶峰-至-顶峰电流 之后 这 summation
的 n symmetrically 阶段-shifted inductor 电流 在
等式 2. 顶峰-至-顶峰 波纹 电流 减少 用 一个
数量 均衡的 至 这号码 的 途径. 输出-
电压 波纹 是 一个 函数 的 电容, 电容
相等的 序列 阻抗 (等效串联电阻), 和 inductor 波纹
电流. 减少 这 inductor 波纹 电流 准许 这
设计者 至 使用 更少的 或者 较少 costly 输出 电容.
另一 益处 的 interleaving 是 至 减少 输入 波纹
电流. 输入 电容 是 决定 在 部分 用 这
最大 输入 波纹 电流. multi-阶段 topologies 能
改进 整体的 系统 费用 和 大小 用 lowering 输入 波纹
电流 和 准许 这 设计者 至 减少 这 费用 的 输入
电容. 这 例子 在 图示 2 illustrates 输入
电流 从 一个 三-阶段 转换器 结合 至 减少
这 总的 输入 波纹 电流.
这 转换器 depicted 在 图示 2 delivers 1.5v 至 一个 36a 加载
从 一个 12v 输入. 这 rms 输入 电容 电流 是 5.9a.
对比 这个 至 一个 单独的-阶段 转换器 也 stepping 向下
12v 至 1.5v 在 36a. 这 single-阶段 转换器 有 11.9a
rms 输入 电容 电流. 这 单独的-阶段 转换器
必须 使用 一个 输入 电容 bank 和 两次 这 rms 电流
capacity 作 这 相等的 三-阶段 转换器.
图示 1. pwm 和 inductor-电流 波形
为 3-阶段 转换器
1
µ
s/div
pwm2, 5v/div
pwm1, 5v/div
il2, 7a/div
il1, 7a/div
il1 + il2 + il3, 7a/div
il3, 7a/div
pwm3, 5v/div
I
PP
V
在
V
输出
–
()
V
输出
Lf
S
V
在
------------------------------------------------------=
(eq. 1)
I
CPP,
V
在
NV
输出
–
()
V
输出
Lf
S
V
在
------------------------------------------------------------=
(eq. 2)
图示 2. 频道 输入 电流 和 输入-
电容 rms 电流 为 3-阶段
转换器
频道 1
输入 电流
10a/div
频道 2
输入 电流
10a/div
频道 3
输入 电流
10a/div
输入-电容 电流, 10a/div
1
µ
s/div
ISL6566ISL6566
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