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设计 那 包含 schematics, bills 的 材料, 和
例子 板 layouts 为 所有 一般 微处理器
产品. 看 这 应用 便条
AN1018
为 额外的
信息 在 产品 的 这个 控制.
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 设计 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 在
也 一侧; 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 将 是 为 各自 阶段 至 handle 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 mosfets 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 7, i
M
是 这 最大
持续的 输出 电流; i
l,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 终止 的 这 更小的-场效应晶体管 传导
间隔 各自.
因此 这 总的 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 dependant
在 切换 频率, 这 power 计算 是 somewhat
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-场效应晶体管 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 9,
这 必需的 时间 为 这个 commutation 是 t
1
和 这
有关联的 电源 丧失 是 p
向上,1
.
similarly, 这 upper 场效应晶体管 begins 组织 作 soon 作
它 begins turning 在. 在 等式 10, 这个 转变 occurs
在 一个 时间 t
2
, 和 这 近似的 这 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 recover 所有 的 q
rr
, 它 是 安排
图示 10. 动态-vid 波形 为 500khz
isl6219 为基础 multi-阶段 buck
转换器
5
µ
s/div
V
REF
, 100mv/div
V
输出
, 100mv/div
1.5v
V
ID
, 5v/div
01110 00110
1.5v
vid 改变 occurs
anywhere here
P
低 1
,
r
DS 在
()
I
M
N
------
2
1d
–
()
I
L
PP
,
2
1d
–
()
12
-------------------------------+=
(eq. 7)
P
低 2
,
V
DON
()
f
S
I
M
N
------
I
PP
2
---------+
t
d1
I
M
N
------
I
PP
2
---------–
t
d2
+
=
(eq. 8)
P
向上 1
,
V
在
I
M
N
------
I
L
PP
,
2
-------------+
t
1
2
----
f
S
≈
(eq. 9)
P
向上 2
,
V
在
I
M
N
------
I
L
PP
,
2
-------------–
t
2
2
----
f
S
≈
(eq. 10)
ISL6219
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