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在开关电源设计中应考虑的三个因素
文章来源:handler    时间:2023-05-11 05-59-59

1、优化开关频率

一般开关频率越高,输出滤波器元件L和CO的尺寸就越小。因此,它能够减小电源的体积和成本。更高的带宽也可以改善负载的瞬态响应。然而,更高的开关频率意味着更大的功率损耗,这会导致需要更大的电路板空间或者散热器来缓解热应力。目前,对于≥大多数降压电源在10A输出电流中的工作频率范围为100kHz至1mHz~2mHz。对10A负载电流而言,开关频率可达数mHz。通过仔细权衡尺寸、成本、效率等性能参数,可以实现每一个设计的最佳频率。

2、选择Mosfet

当选用MOSFET作为降压转换器时,首先要确保其最大VDS额定值高于电源VIN,VIN有足够的裕度。(MAX)。但是不要选择FET额定电压过高。比如16VIN(MAX)FET比较适合电源,额定值为25V或30V。因为FET的导通电阻通常随着额定电压的增大而增大,所以额定值为60V的FET电压过高。下一步,FET导通电阻RDS(ON)QG(或者QGD)和栅极电荷是两个最重要的参数。一般而言,格栅极电荷QG和导通电阻RDS(ON)选择之间。一般而言,硅片尺寸较小的FETQG较低,RDS导电阻力较高。(ON),并且FETRDS硅芯片尺寸大。(ON)和大QG。顶部MOSFETQ1在降压转换器中同时吸收传导损耗和交流开关损耗。在低输出电压和小占空比的应用中,通常需要使用低QGFET。由于低压侧同步FETQ2在VDS电压接近零时会导通或截止,所以其交流损耗较小。在这种情况下,对于同步FETQ2而言,低RDS(ON)比QG更为关键。当单个场效应管无法承载总功率时,可以考虑采用多个金属氧化物半导体场效应管并联工作。

3、选用输入和输出电容

一,应该选择有足够电压降低的电容。

降压转换器的输入电容器有脉动开关电流和大纹波电流。因此,为了保证使用寿命,应选择具有足够RMS纹波电流额定值的输入电容器。铝电解电容器和低ESR陶瓷电容器通常在输入端并联使用。

输出电容器不仅决定了输出电压纹波,还决定了负载的瞬态性能。输出电压纹波可以通过公式(15)计算。ESR和总电容器对于高性能应用很重要,因为ESR和总电容器应该尽可能降低输出纹波电压,优化负载的瞬态响应。低电容器、低电容器聚合物电容器和多层陶瓷电容器(MLCC)那是个不错的选择。