基于模拟电流模式的SIMPLE SWITCHER稳压器

2007-04-02 14:08:49来源: 电子产品世界
现在,对电源功耗、效率、外型尺寸、成本、上市时间等提出更高和更苛刻的要求,而设计裕量越来越少、往往在设计的最后阶段还要修改设计,这使得电源系统必须采用更先进的技术。为此,美国国家半导体公司推出6款全新的高性能、设计灵活、容易使用的SIMPLE SWITCHER高频降压稳压器,同时为了使新产品获得更好的设计支持,该公司进一步加强WEBENCH设计工具的内容,使用户在更理想的设计支持下迅速完成DC/DC电源系统的设计。

  全新的SIMPLE SWITCHER高频降压稳压器

6款新型号SIMPLE SWITCHER稳压器具有下列特性:
  *宽输入电压范围(6V~75V);
  *输出电压最低可达1.225V;
  *输出电流高达3A(LM25576,LM5576);
  *开关频率(50KHz~1MHz)可调;
  *良好的负载瞬态响应;
  *可靠的过流保护以及过热停机等功能。

这几款新型稳压器的一个具体应用实例示于图1。LM25576是6款新型稳压器中的一种,其输入电压范围6V~42V,可调的输出电压可低到1.225V,用单个电阻器可调节工作频率在50KHz~1MHz,具有主或从频率同步,可调的软启动,内置保护,采用模拟电流模式(Emulated Current Mode-EMC)控制结构。

  


图1 LM25576应用电路

  模拟电流模式(ECM)控制

新型SIMPLE SWITCHER稳压器是基于已注册专利的模拟电流模式控制(ECM)结构。

大多数传统的电流模式稳压器是通过控制FET的导通电流来测量电感器电流。而ECM是在控制FET即将恢复导通前测量续流二极管的电流(图2),然后,取样/保持电路捕获此信号,稳压器的内置时钟选通取样/保持电路。保持二极管电流信号,然后导通控制FET。此后,1个小的电流源开始充电斜波电容器,电容器所选值与电感器值成比例。充电电流正比于输入和输出差值电压。因此,电容器的斜波电压斜率正比于电感器电流斜波。当把斜波电压加到上述的取样电流测量中时,结果是1个梯形波形,这完全像控制FET的电流波形去除所有常见的非理想形状。这使得ECM能精确地控制非常窄的导通脉冲,这对于稳压器工作在大降压比的条件下是一个非常有价值的特性。

  


图2 ECM控制结构

ECM控制集电压模式与电流模式控制的优点于一身,具有如下特点:
  *良好的瞬态响应;
  *可工作在极低占空比;
  *良好的抗噪声干扰能力;
  *良好的线路噪声抑制能力;
  *利用WEBENCH网上设计工具模拟简单的环路补偿。

  WEBENCH网上设计工具

美国国家半导体公司的WEBENCH网上设计工具为SIMPLE SWITCHER稳压器提供设计支持。工程师利用这种网上设计工具可以在很短时间内完成包括建模、优化及分析在内的整个设计过程。WEBENCH设计工具是一套完善的软件解决方案,包含挑选器件、建立设计、分析设计、建模(图3),这包括选择元器件、选择最佳方案、产生电路图/电气特性分析、PCB设计图/热能分布分析等。图4示出该设计工具的一个应用实例。

  


图3 WEBENCH网上设计工具

  


图4 WEBENCH设计工具应用实例

  参考文献:
  1. http://www.national.com/pf/LM/LM25576.html
  2. Switcher.national.com
  3. “Added flexibility improves monolithic buck regulator designs”,美国国家半导体

关键字:高频  输入  电流  频率

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/power/200704/12975.html
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