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安华高最新固态继电器面向传感和多路复用设计

行业聚焦点中国仪表网2007年06月05日 08:41人气:4641

随着便携式电子产品的体积在不断缩小,其复杂性同时也在相应的提高。这使得设计工程师面临的问题越来越多,如电池使用寿命、占板空间、散热或功耗等。本文以德州仪器TPS6220x系列降压稳压器为例,向设计工程师介绍在权衡解决方案的占用空间、性能以及成本时,如何为DC/DC转换器选择正确的电感器与电容器。

随着手机、PDA以及其它便携式电子产品在不断小型化,其复杂性同时也在相应提高,这使设计工程师面临的问题越来越多,如电池使用寿命、占板空间、散热或功耗等。

使用DC/DC转换器主要是为了提高效率。很多设计都要求将电池电压转换成较低的供电电压,尽管采用线性稳压器即可实现这一转换,但它并不能达到基于开关稳压器设计的高效率。本文将介绍设计工程师在权衡解决方案的占用空间、性能以及成本时必须要面对的常见问题。

大信号与小信号响应

开关转换器采用非常复杂的稳压方法保持重/轻负载时的高效率。现在的CPU内核电源要求稳压器提供快速而通畅的大信号响应。例如,当处理器从空闲模式切换至全速工作模式时,内核吸收的电流会从几十微安很快地上升到数百毫安。

随着负载条件变化,环路会迅速响应新的要求,以便将电压控制在稳压限制范围之内。负载变化幅度和速率决定环路响应是大信号响应还是小信号响应。我们可根据稳态工作点定义小信号参数。因此,我们一般将低于稳态工作点10%的变化称为小信号变化。

实际上,误差放大器处于压摆范围(slewlimit)内,由于负载瞬态发生速度超过误差放大器的响应速度,放大器并不控制环路,所以,在电感器电流达到要求之前,由输出电容器满足瞬态电流要求。

大信号响应会暂时使环路停止工作。不过,在进入和退出大信号响应之前,环路必须提供良好的响应。环路带宽越高,负载瞬态响应速度就越快。

从小信号角度来看,尽管稳压环路可以提供足够的增益和相位裕度,但是开关转换器在线路或负载瞬态期间仍然可能出现不稳定状态和振铃现象。在选择外部元件时,电源设计工程师应意识到这些局限性,否则其设计就有可能遇到麻烦。
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