开关电源组件的设计考虑因素—第3/3部分
开关频率优化
一般来讲,开关频率越高,输出滤波器元件l和co的尺寸越小。因此,可减小电源的尺寸,降低其成本。带宽更高也可以改进负载瞬态响应。但是,开关频率更高也意味着与交流相关的功率损耗更高,这需要更大的电路板空间或散热器来限制热应力。目前,对于 ≥10a的输出电流应用,大多数降压型电源的工作频率范围为100khz至1mhz ～ 2mhz。 对于 vout时,开关a和b作为有源同步降压转换器,而开关c始终关闭,开关d始终开启。当vin < vout时,开关c和d作为有源同步升压转换器,而开关a始终开启,开关b始终关闭。当vin接近vout时,四个开关均有效工作。因此,此转换器具有很高的效率,对于典型12v输出应用,效率高达98%。[12] lt8705控制器将输入电压范围进一步扩展到80v。为了简化设计并增加功率密度,ltm4605/4607/4609进一步将复杂的降压/升压转换器集成到一个易于使用的高密度功率模块中。[13] 它们可轻松并联,从而分担负载,适合高功率应用。
图20．高效率4开关降压-升压转换器采用低于、等于或高于输出电压的输入电压工作
总结
总而言之,线性稳压器简单易用。由于串联调节晶体管以线性模式操作,当输出电压明显低于输入电压时,电源效率通常较低。线性稳压器(或ldo)通常具有低电压纹波和快速瞬态响应。而另一方面,smps将晶体管当作开关使用,因此通常比线性稳压器更高效。但是,smps的设计和优化更具挑战性,需要更多的背景知识和经验。对于特定应用,每种解决方案都各有优缺点。
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