現(xiàn)代通信系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)
器的峰值電流僅為1A。要實(shí)現(xiàn)最高的效率,兩路門極驅(qū)動(dòng)器輸出之間的時(shí)序延遲就甚為關(guān)鍵,而LM5025控制器就具備了這樣的可編程功能。
對(duì)于輸出電壓較低的應(yīng)用方面,就有必要使用同步整流器以實(shí)現(xiàn)較高的整體電源效率。有源復(fù)位方案適合使用同步整流器,這是因?yàn)橥秸髌骺梢灾苯油ㄟ^(guò)次級(jí)變壓器自我驅(qū)動(dòng),如圖2所示。
圖3展示了LM5041級(jí)聯(lián)式控制器和LM5100半橋驅(qū)動(dòng)器組合而成的芯片組,用于設(shè)計(jì)雙級(jí)級(jí)聯(lián)式降壓饋電轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器包含一個(gè)高壓降壓前級(jí)穩(wěn)壓器,用于在推挽電源變壓器級(jí)維持一個(gè)固定的電壓,這個(gè)變壓器級(jí)被用作“直流變壓器”,類似前文所述的IBC。通過(guò)設(shè)置變壓器匝數(shù)比,將預(yù)穩(wěn)壓電壓降至最終的輸出電壓。目前生產(chǎn)的級(jí)聯(lián)式轉(zhuǎn)換器能進(jìn)行緊密的線路穩(wěn)壓,其線路輸入電壓范圍寬達(dá)4:1甚至更高。它還能提供優(yōu)異的輸出負(fù)載瞬時(shí)響應(yīng),同時(shí)消除了輸出濾波器電感器和電流傳感電阻器,這是降低成本和復(fù)雜性的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。它的輸出電路具備回掃穩(wěn)壓器的簡(jiǎn)單性和其他優(yōu)點(diǎn)。去掉輸出濾波電感器,便縮短了加載階躍變化的延遲,并且無(wú)需采用引起電壓回路錯(cuò)誤的電感器。推挽直流變壓器持續(xù)在精確的50%占空比上驅(qū)動(dòng),從而產(chǎn)生連續(xù)不斷的電流至輸出端。這樣做不但提高了隔離變壓器核心的使用率,同時(shí)也降低了輸出元件的應(yīng)力和干擾,使級(jí)聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常適合于高輸出功率的應(yīng)用。
圖4展示了推挽MOSFET漏極波形和降壓級(jí)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)(Vsw)。當(dāng)兩個(gè)漏極均為低電平時(shí),交迭時(shí)間便會(huì)顯示出來(lái)。推挽級(jí)的工作切換頻率是降壓級(jí)的一半。
圖5展示了雙級(jí)多輸出數(shù)字用戶環(huán)路(DSL)的電源應(yīng)用,它使用了由LM5030推挽控制器驅(qū)動(dòng)的一個(gè)功率較低的多輸出隔離變壓器,加上LM5642雙輸出電流模式降壓控制器。該電源提供了線路驅(qū)動(dòng)器和放大器的兩種模擬電壓(典型值為±12V),以及數(shù)字ASIC所需的幾種較低電壓(+5V、+3.3V、+1.8V、+1.5V)。LM5030被用作推挽轉(zhuǎn)換器的中心部件,把48V輸入電壓轉(zhuǎn)換成±12V,同時(shí)提供電絕緣。LM5642控制器構(gòu)成負(fù)載點(diǎn)同步降壓轉(zhuǎn)換器,接收來(lái)自中間總線軌的+12V電力,并產(chǎn)生用于xDSL卡電子器件的多路低壓輸出。高性能雙輸出LM5642降壓控制器的每條通道只需要一對(duì)FET、一個(gè)小型輸出電感器和輸出電容器,以及幾個(gè)電阻器和電容器,構(gòu)成了高效率、低成本的IBA解決方案。
下面的表1列出了美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的一些新型高壓ABCD(模擬雙極CMOS DMOS)技術(shù)系列和應(yīng)用,它們具有充足的擊穿電壓,有利于簡(jiǎn)化通信電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。被稱為ABCDXV1和ABCDXV2的兩種新技術(shù)增強(qiáng)了N通道DMOS功率晶體管、高壓PMOS器件和結(jié)隔離二極管的擊穿電壓,使它們能夠承受高達(dá)100V的直流輸入工作電壓,以便滿足通信電力系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中的瞬態(tài)電壓規(guī)范。這兩種新型平臺(tái)(XV1和XV2)是基于現(xiàn)有的45V ABCD150技術(shù)平臺(tái),并分別提供80V和 100V擊穿電壓。
---利用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司LM5000系列中的多種新型高壓高性能電源管理芯片組,可以迅速組裝通信用分布式電源總線架構(gòu)和轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。從這些產(chǎn)品中挑選用于電源設(shè)計(jì)的產(chǎn)品時(shí),需要考慮的平衡因素包括輸入電壓范圍、預(yù)期輸出數(shù)量、整體系統(tǒng)的電源效率要求,以及允許的卡的尺寸和面積大小。現(xiàn)代的先進(jìn)高壓工藝技術(shù)促進(jìn)了PWM控制器、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和功率MOSFET門級(jí)驅(qū)動(dòng)器的進(jìn)步,現(xiàn)在這些元件可以被迅速組裝,構(gòu)成輕巧而高效的DC/DC電源模塊。

責(zé)任編輯:廖生玨
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