ADP5014的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換電路設(shè)計

開關(guān)調(diào)節(jié)器中的快速開關(guān)瞬變是有利的，因為這顯著降低了開關(guān)模式電源中的開關(guān)損耗。尤其是在高開關(guān)頻率時，可以大幅提高開關(guān)調(diào)節(jié)器的效率。但是，快速開關(guān)轉(zhuǎn)換也會帶來一些負面影響。開關(guān)轉(zhuǎn)換頻率在20 MHz和200 MHz之間時，干擾會急劇增加。這就使得開關(guān)電源開發(fā)人員必須在高頻率范圍內(nèi)，在高效率和低干擾之間找到良好的折衷方案。因此，ADI公司提出了創(chuàng)新的Silent Switcher技術(shù)，即使是極快的開關(guān)邊沿，也可能產(chǎn)生最小的電磁輻射。

圖1顯示了快速和慢速開關(guān)轉(zhuǎn)換。快速開關(guān)轉(zhuǎn)換會使鄰近電路段產(chǎn)生更強的干擾耦合。存在電壓突變的pcb走線可與具有高阻抗的鄰近走線產(chǎn)生容性耦合。存在電流突變的PCB走線可與鄰近走線產(chǎn)生電感耦合。通過減慢開關(guān)轉(zhuǎn)換，可將這些影響至最低。圖2顯示了一種經(jīng)驗證適用于異步開關(guān)調(diào)節(jié)器的技術(shù)。此處，兩個開關(guān)中的一個使用了肖特基二極管。將電阻與自舉電容 CBOOT（提供高側(cè)n溝道MOSFET的柵極電壓）串聯(lián)，可減慢開關(guān)的開關(guān)轉(zhuǎn)換。當無法直接調(diào)整功率MOSFET的柵極信號線時，此技巧可用于集成開關(guān)調(diào)節(jié)器。如果將開關(guān)控制器與外部MOSFET配合使用，也可將電阻插入柵極驅(qū)動走線中。電阻值通常小于100 Ω。

但是，大多數(shù)現(xiàn)代開關(guān)調(diào)節(jié)器都是具有高邊和低邊有源開關(guān)的同步開關(guān)調(diào)節(jié)器。此處，在 CBOOT路徑中使用電阻無法明顯減慢開關(guān)轉(zhuǎn)換。如果此處還是使用與 CBOOT并串聯(lián)的電阻（如圖3所示），則也將減慢高邊開關(guān)的開關(guān)轉(zhuǎn)換。但是，這可能導(dǎo)致低邊開關(guān)沒有完全關(guān)閉。因此，高邊開關(guān)和低邊開關(guān)可能同時瞬間打開。這將導(dǎo)致輸入電壓到接地之間出現(xiàn)破壞性短路。這一點尤為關(guān)鍵，因為開關(guān)轉(zhuǎn)換速度也受到工作溫度等參數(shù)和半導(dǎo)體制造中的可變性因素的影響。因此，即使是在實驗室測試，也無法保證安全操作。要減慢具有集成開關(guān)的同步開關(guān)調(diào)節(jié)器的開關(guān)轉(zhuǎn)換，應(yīng)使用同步開關(guān)調(diào)節(jié)器，它可通過內(nèi)部電路直接設(shè)置開關(guān)轉(zhuǎn)換速度。例如ADI公司的ADP5014。在這些集成電路中，可在內(nèi)部確保：在減慢開關(guān)轉(zhuǎn)換時，兩個開關(guān)不同時導(dǎo)通，因此也不會發(fā)生短路，并且在CBOOT路徑中都沒有電阻。

關(guān)于快速開關(guān)轉(zhuǎn)換，近年來有一個非常重要的創(chuàng)新不容忽視。ADI公司的Silent Switcher技術(shù)使快速開關(guān)邊沿的電磁輻射大幅降低，高達40 dB（10,000倍）。因此，可開發(fā)出具有超快邊沿且僅有最小EMC問題的開關(guān)電源。在大多數(shù)情況下，Silent Switcher器件無需為了減少EMI而降低開關(guān)轉(zhuǎn)換速度。通過Silent Switcher技術(shù)，在很大程度上消除了在最大轉(zhuǎn)換效率和最小電磁干擾之間進行權(quán)衡的難題。

ADP5014的優(yōu)勢和特點

輸入電壓范圍：2.75V至6.0V

可編程輸出電壓范圍：0.5V至0.9×PVINx

低輸出噪聲：~25μVrms（VOUT ≤ VREF時）

輸出精度：±1.0%（整個溫度范圍內(nèi)）

可調(diào)開關(guān)頻率范圍：500kHz至2.5MHz

功率調(diào)節(jié)

通道1和通道2：可編程2A/4A同步降壓穩(wěn)壓器，或單通道8A輸出（并聯(lián)使用）

通道3和通道4：可編程1A/2A同步降壓穩(wěn)壓器，或單通道4A輸出（并聯(lián)使用）

靈活的并行操作

精密使能，0.6V閾值

用于上電和關(guān)斷時序的手動或序列模式

可選FPWM或PSM工作模式

精密欠壓比較器

頻率同步輸入或輸出

有源輸出放電開關(guān)

可選通道通過工廠熔斷器提供電源良好指示

UVLO、OVP、OCP和TSD保護

40引腳、6mm×6mm LFCSP封裝

結(jié)溫范圍：-40°C至+125°C

ADP5014的產(chǎn)品詳情和應(yīng)用

ADP5014在一個40引腳LFCSP封裝中集成四個高性能、低噪聲降壓穩(wěn)壓器。依賴其低輸出噪聲性能（~25μVrms，VOUT ≤ VREF時），低噪聲降壓穩(wěn)壓器可為噪聲敏感型信號鏈產(chǎn)品上電。

ADP5014中的所有通道均集成高端和低端功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。通道1和通道2同時提供2A或4A的可編程輸出電流。以并聯(lián)配置方式組合通道1和通道2可提供高達8 A的單路輸出電流。

通道3和通道4同時提供1A和2A的可編程輸出電流。以并聯(lián)配置方式組合通道3和通道4可提供高達4 A的單路輸出電流。

ADP5014具有兩種使能模式。手動模式具有四個獨立精密使能引腳，可手動使能各調(diào)節(jié)器。或者，序列模式具有一個分組的精密使能信號，在各供電軌上集成可編程上電和關(guān)斷延遲定時器，可滿足特定的供電軌時序要求。
ADP5014的開關(guān)頻率可編程或同步至500kHz至2.5MHz的外部時鐘。

ADP5014提供其它主要特性，如可選強制脈沖寬度調(diào)制(FPWM)/省電模式(PSM)、欠壓輸出(UVO)、有源輸出放電和電源良好指示。其它安全特性包括輸入欠壓閉鎖(UVLO)、過壓保護(OVP)、過流保護(OCP)和熱關(guān)斷(TSD)。

ADP5014的應(yīng)用

RF收發(fā)器、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、混合信號ASIC

現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和處理器應(yīng)用

安防和監(jiān)控

醫(yī)療應(yīng)用

現(xiàn)貨推薦

型號:ADP5014ACPZ-R7

IC REG BUCK 4CH IPS W/QUAD LOW-N

原 廠：ADI

類 型：DC/DC穩(wěn)壓器

更多熱搜產(chǎn)品

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IC REG LINEAR POS ADJ 1A DPAK

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IC REG LINEAR 5V 1A SOT223

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類 型：線性穩(wěn)壓器

型號:ADP3334ARZ-REEL

IC REG LIN POS ADJ 500MA 8SOIC

原 廠：ADI

類 型：線性穩(wěn)壓器

型號:TPS65217CRSLT

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原 廠：Texas Instruments

類 型：專用電源管理

文章來源自電路城以及ADI官網(wǎng)

審核編輯：湯梓紅