DCDC轉換器晶元主要參數介紹

DCDC轉換器晶元主要參數介紹



隨著半導體技術的發展，電源穩壓器的紋波越來越小，轉換效率越來越高，輸入電壓越來越低，輸出電壓範圍越來越廣，功能日趨強大，其應用範圍覆蓋儀錶、通信、安防及消費類電子等諸多領域，下面以DC-DC轉換器晶元的技術參數進行說明。



輸入、輸出與效率

　　DC-DC轉換器的輸入電壓要求在特定的範圍里，輸入電壓太低，無法提供足夠的能量，輸入電壓太高，晶元無法承受。LDO工作效率隨著輸入電壓增加而減少，而DC-DC晶元效率與輸入電壓關係不大，這是DC-DC最大的優點之一。

　　輸出電流能力是內含FET的DC-DC轉換器的的最重要的參數，ON的DC-DC器件NCP3102能輸出高達10A的電流，可滿足您對電源的苛刻要求。

　　效率定義為輸出功率除以輸入功率，而更高的效率意味著高效的電源管理，ON的DC-DC器件NCP1595效率高達95%。

軟啟動

　　硬啟動電路剛開始工作時，由於輸出電容上並沒有積蓄能量，因此電壓很低，電路的反饋迴路檢測到低電壓值時，將會採用最寬的PWM來儘快使輸出電壓上升，但是此過程由於反饋迴路反應很快，因此容易造成電流過沖，損壞電路元件。

　　應用軟啟動技術，優點在於：

　　輸出電壓上升的速度減慢，啟動電流得到控制，從而保護了負載；

　　大大降低了對前級電源瞬輸出態功率的要求；

　　ON大部分的器件支持軟啟動技術。



上下電順序控制

　　建立和維持合適的電源環境對系統的正常運行至關重要，特別是FPGA、DSP、ARM等處理器的設計中，為了避免閂鎖、浪涌電流或I/O爭用等問題，可能需要多達4到5路或更多個電源按照規定的順序和斜率進行上下電。此外，許多應用還要求上電順序和緩上電斜率可調節，以適應各種不同的情況。

　　NCP3120/3221/3122/3123集成上下電控制功能，而且還支持級聯工作。



電壓模式控制和電流模式控制

　　控制開關DC-DC變換器的反饋迴路和穩壓特性有兩種方法：電壓模式控制和電流模式控制。

　　在電壓模式控制中，變換器的占空因數正比於實際輸出電壓與理想輸出電壓之間的誤差差值；在電流模式控制中，占空因數正比於額定輸出電壓與變換器控制電流函數之間的誤差差值(控制電流可以是非隔離拓撲結構中的開關電流或隔離拓撲結構中的變壓器初級電流)。

　　電壓模式控制只響應輸出（負載）電壓的變化。這意味著變換器為了響應負載電流或輸入線電壓的變化，它必須“等待”負載電壓的相應變化。這種等待延遲會影響變換器的穩壓特性。

　　假若可以在單個變換周期內響應負載電流的變化，則“等待”問題和與電壓模式控制有關的相應負載調整補償可以消除，而用電流模式控制可以做到這點。電流模式控制在逐個脈衝上控制輸出電流，換言之，電流模式控制比電壓模式控制有著更優越的輸入瞬態響應和輸出瞬態響應。



開關模式與頻率

　　DC-DC轉換器工作頻率越高意味著外部電路體積更小，能提供更高的功率密度，在一定程序上，輸出波紋也會變小。

　　PWM (pulse width modulation) 脈衝寬度調製：控制頻率恆定而脈衝寬度可變。這種調製方式應用得最廣泛。

　　PFM (pulse frequency modulation) 脈衝頻率調製：基準振蕩器的導通時間固定，而頻率可變。在負載比較輕的時候這種調製方式用得比較多。

　　ON的DC-DC器件NCP1526、NCP1522B、NCP1523B工作頻率高達3000KHz。

封裝

　　根據國內外發展現狀，無鉛封裝的電子元件已經廣泛使用，ON的DC-DC器件都可提供無鉛綠色封裝（Pb-Free）。



工作溫度範圍

　　ON的DC-DC器件提供商用級、工業級及汽車級的晶元。針對您的工作場合，選擇合適的器件。



過熱關斷

　　DC-DC晶元里集成了MOSFET，大電流流經晶元就會發熱，雖然晶元效率較高，晶元的發熱可以得到有效控制。但是，為了保護自身，所有轉換器晶元都集成了過熱保護功能。器件如果在使用過程中自身溫度過高，轉換器會自動停止工作並等待溫度降低到額定工作溫度範圍。

ON的DC-DC器件已經集成了過熱關斷功能。



集成度

　　隨著半導體技術的發展，表面貼裝的電感器、電容器以及高集成度的電源控制晶元的成本不斷降低，DC-DC轉換器體積越來越小。當出現了導通電阻很小的MOSFET后，不需要外部的大功率FET就可以輸出很大功率，譬如ON的NCP3101（6A）， NCP3102（10A）！

　　隨著集成度的提高，許多新型DC-DC轉換器僅需要外接幾隻電感器和濾波電容等就可以工作，簡化了電路的設計和提高了產品的可靠性，如NCP1595等。