吉米
发表于 2016-5-5 06:34:20
马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？快速注册
x
从前基于电感器的开关调节器(SRs)被认为是最佳的电源架构。但如今对于低功率和高集成度的电子系统来说，基于嵌入式电感器的SR具有多个约束，而这些约束都能利用无感架构予以克服。本文基于实现成本(BOM和引脚数)及性能(效率，噪声及可靠性)，针对上述两种架构提供了量级并进行了定量比较。
8 {: t! N1 E; {. }
- O. g, f5 A: y实现成本和BOM清单
' M; E, P) s9 G. p/ x
1 u3 E% W8 j# g `一项约束就是成本和电感器尺寸。绝大多数情况下，电感器支配了集成SR的成本和尺寸。为了解决该问题，负责成本预算的消费产品设计师试图选用便宜的功耗大的电感器，但这将会降低功率效率。例如，如果在基于电感的SR中选用便宜的电感器来代替低ESR(等效串联电阻)电感器，将会损失高达10%的效率。从而基于电感的SR的优点将不复存在。/ a8 G0 t$ k: c. @, X
' z# O, I' y4 c: G+ m0 y
小电流时(<25mA)，甚至可以把飞跨电容集成到硅片内，从而为高效率集成转换提供极高的集成度。此时调节器只需要一个外接输出电容器。5 ^/ m$ L) e; A
4 E# b. {0 J5 H在许多已出版的有关采用嵌入式电感的集成SR的资料中都已明确地指出，这类SR需要采用非常高的开关频率，最终都落入人们的注意力之外，原因在于效率低，硅片尺寸大，还需要射频工艺。, b/ _# B& u4 u) T( I% H
! E1 F7 m( x! I- [5 }. k
还需注意的是，为了确保调节环路稳定和最佳性能，通常还需要外部元器件来补偿由LC滤波器(电感器和输出电容器构成)所形成的共轭极点。而在无感调节器中则无需补偿，从而减小了无源元器件的成本。
3 R$ x. K E8 T- o V P6 }/ F- x, ]3 z- A/ o
所需的引脚数可能是无感方案中的主要问题。从图1和2中可以看到，基于电感的SR需要4个引脚(VIN，VOUT，VX，和GND)，而无感SR中则需3-7个引脚(VIN，VOUT，Cf11，Cf12，Cf21，Cf22，和GND)，具体要取决于输出电流容量和VIN与VOUT的比值。$ H! X+ F0 z5 _9 O0 ^
% B% p/ r# I; R/ I同样如上所述，在电感式解决方案中需要外部无源元件，这通常需要另外2个引脚。, ~! |$ d3 }. ]+ ?
3 W4 C% ^$ ?! i" M9 B/ ]
总起来，电感式解决方案需要4-6个引脚，而无感方案则需要3-7个引脚。/ F0 _- ?: S1 I# W# C5 `5 S
# m) Q& K& w; n9 V. A
性能和效率
2 q% l! y0 D; u! v9 U9 x
+ c" w; E- d. ~9 R i8 F+ c: E无感SR，也叫做电荷泵，众所周知，当输入电压可变时，其效率要低于电感式解决方案。但自从多模无感SR产品开发出来后，上述这种说法就不再成立了。这种方案在一般的电池电压范围内，所提供的平均效率与电感式SR相类似。
+ R. H1 ]' Z9 ^( }- M7 y d/ c# _ l( {
|
|
|
|
|
|
|
|
|
