Micrel突破性的8MHz開關(guān)調(diào)整器MIC2285(圖)
體積縮小了超過90%同時(shí)保持出色的總體轉(zhuǎn)換效率。
近年來，DC/DC開關(guān)調(diào)整器的工作頻率范圍介于20kHz到幾兆赫茲之間。雖然更高的開關(guān)頻率成為業(yè)界共同追求的目標(biāo)，但是工程師們卻擔(dān)心這會(huì)導(dǎo)致效率的大幅度降低。近期業(yè)界推出了第一顆頻率高達(dá)8MHz的擁有低壓差線性調(diào)整器(LDO)輕負(fù)載模式的降壓調(diào)整器。與工作頻率為1MHz的調(diào)整器相比，該解決方案的電感器體積縮小了超過90%，同時(shí)卻保持出色的總體轉(zhuǎn)換效率。
一直以來，開關(guān)調(diào)整器的工作頻率范圍為20kHz到數(shù)MHz。開關(guān)調(diào)整器電感的體積與其工作頻率成反比。一個(gè)工作頻率為500kHz的降壓調(diào)整器通常情況下使用的是10uH范圍的電感器；1MHz的降壓調(diào)整器通常使用4.7uH的電感器；而2MHz的降壓調(diào)整器通常使用的是2.2uH的電感器。一個(gè)持續(xù)提供500mA電流的小外形尺寸的4.7uH電感器通常占位面積為一個(gè)邊長為3~4mm的正方形，并且高度為1.8mm甚至更高。再加上典型的開關(guān)調(diào)整器IC的封裝大小(如3x3x0.85mm)與500mA的線性調(diào)整器(如Micrel小巧的2x2x0.85mm大小的MIC5319(該方案比典型解決方案的尺寸的1/5還要小))相比，要大得多。
為了滿足空間敏感應(yīng)用中對越來越小的電感的需求，領(lǐng)先的模擬IC供應(yīng)商提供了頻率更高的降壓調(diào)整器。TI公司于2004年推出了一款頻率為3MHz的器件；隨后，凌特科技和Maxim公司在去年也分別推出了頻率為4MHz的器件。開關(guān)頻率介于3-4MHz之間時(shí)，電感值能夠降低到1uH，因此電感體積也會(huì)相應(yīng)地縮小到3x3x1.2mm左右。截至目前為止，想要找到一個(gè)電感值為1uH并且高度遠(yuǎn)小于1mm的小的表貼電感是不可能的。
2006年，Micrel公司通過提供業(yè)界第一個(gè)8MHz的降壓調(diào)整器，打破了電感值1uH的最低值記錄。該解決方案的特點(diǎn)在于擁有一個(gè)電感值為0.47uH，體積僅為1.25x2x0.55mm的小型片狀電感器。與1MHz的解決方案相比，該調(diào)整器的電感器體積縮小了95%。如圖所示，這也是電感器首次比開關(guān)調(diào)整器IC封裝本身還要小。
在該解決方案出現(xiàn)以前，速度為8MHz的DC/DC開關(guān)調(diào)整器被認(rèn)為是不可達(dá)到的，因?yàn)殡娫丛O(shè)計(jì)師們擔(dān)心隨著頻率的提高，效率也會(huì)相應(yīng)降低。開關(guān)調(diào)整器的效率損失由傳導(dǎo)損耗和開關(guān)損耗組成。傳導(dǎo)損耗受提供的電流及功率場效應(yīng)晶體管阻抗影響，其不受頻率影響；開關(guān)損耗包括柵極驅(qū)動(dòng)和體二極管傳導(dǎo)造成的損耗，電源每開關(guān)一次就會(huì)消耗固定數(shù)量的電能。因此，每秒鐘內(nèi)電源開關(guān)的次數(shù)越多，這些損耗值隨頻率而變化的元件所消耗的功率就越大。
在負(fù)載小于1mA的情況下，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)部件提供的輕負(fù)載模式具有超過150mV的噪聲。當(dāng)負(fù)載電流約為30mA時(shí)，該器件會(huì)轉(zhuǎn)變成PFM模式，同樣會(huì)制造出很大的噪聲。而且在PFM模式轉(zhuǎn)為PWM模式的過程中，會(huì)產(chǎn)生最大的輸出電壓偏離。為了濾除噪聲，需要使用很大的輸出電容，但這會(huì)加大成本投入，同時(shí)導(dǎo)致設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品體積增大。相反地，MIC2285卻能夠在負(fù)載情況發(fā)生變化的情況下，表現(xiàn)出穩(wěn)定的輸出電壓。
手機(jī)正在持續(xù)演進(jìn)，體形變得越來越輕薄和小巧，同時(shí)功能在不斷加強(qiáng)。這使得用效率高、體積小的DC/DC開關(guān)調(diào)整器解決方案取代低效率的線性調(diào)整器變得越來越重要。Micrel公司的突破性的8MHz開關(guān)調(diào)整器能夠使電感體積縮小90%以上，同時(shí)卻仍能保證整體的高效率，并且提供杰出的瞬態(tài)性能，從而展示了該產(chǎn)品的生命力。
一直以來，開關(guān)調(diào)整器的工作頻率范圍為20kHz到數(shù)MHz。開關(guān)調(diào)整器電感的體積與其工作頻率成反比。一個(gè)工作頻率為500kHz的降壓調(diào)整器通常情況下使用的是10uH范圍的電感器；1MHz的降壓調(diào)整器通常使用4.7uH的電感器；而2MHz的降壓調(diào)整器通常使用的是2.2uH的電感器。一個(gè)持續(xù)提供500mA電流的小外形尺寸的4.7uH電感器通常占位面積為一個(gè)邊長為3~4mm的正方形，并且高度為1.8mm甚至更高。再加上典型的開關(guān)調(diào)整器IC的封裝大小(如3x3x0.85mm)與500mA的線性調(diào)整器(如Micrel小巧的2x2x0.85mm大小的MIC5319(該方案比典型解決方案的尺寸的1/5還要小))相比，要大得多。
為了滿足空間敏感應(yīng)用中對越來越小的電感的需求，領(lǐng)先的模擬IC供應(yīng)商提供了頻率更高的降壓調(diào)整器。TI公司于2004年推出了一款頻率為3MHz的器件；隨后，凌特科技和Maxim公司在去年也分別推出了頻率為4MHz的器件。開關(guān)頻率介于3-4MHz之間時(shí)，電感值能夠降低到1uH，因此電感體積也會(huì)相應(yīng)地縮小到3x3x1.2mm左右。截至目前為止，想要找到一個(gè)電感值為1uH并且高度遠(yuǎn)小于1mm的小的表貼電感是不可能的。
2006年，Micrel公司通過提供業(yè)界第一個(gè)8MHz的降壓調(diào)整器，打破了電感值1uH的最低值記錄。該解決方案的特點(diǎn)在于擁有一個(gè)電感值為0.47uH，體積僅為1.25x2x0.55mm的小型片狀電感器。與1MHz的解決方案相比，該調(diào)整器的電感器體積縮小了95%。如圖所示，這也是電感器首次比開關(guān)調(diào)整器IC封裝本身還要小。
在該解決方案出現(xiàn)以前，速度為8MHz的DC/DC開關(guān)調(diào)整器被認(rèn)為是不可達(dá)到的，因?yàn)殡娫丛O(shè)計(jì)師們擔(dān)心隨著頻率的提高，效率也會(huì)相應(yīng)降低。開關(guān)調(diào)整器的效率損失由傳導(dǎo)損耗和開關(guān)損耗組成。傳導(dǎo)損耗受提供的電流及功率場效應(yīng)晶體管阻抗影響，其不受頻率影響；開關(guān)損耗包括柵極驅(qū)動(dòng)和體二極管傳導(dǎo)造成的損耗，電源每開關(guān)一次就會(huì)消耗固定數(shù)量的電能。因此，每秒鐘內(nèi)電源開關(guān)的次數(shù)越多，這些損耗值隨頻率而變化的元件所消耗的功率就越大。
在負(fù)載小于1mA的情況下，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)部件提供的輕負(fù)載模式具有超過150mV的噪聲。當(dāng)負(fù)載電流約為30mA時(shí)，該器件會(huì)轉(zhuǎn)變成PFM模式，同樣會(huì)制造出很大的噪聲。而且在PFM模式轉(zhuǎn)為PWM模式的過程中，會(huì)產(chǎn)生最大的輸出電壓偏離。為了濾除噪聲，需要使用很大的輸出電容，但這會(huì)加大成本投入，同時(shí)導(dǎo)致設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品體積增大。相反地，MIC2285卻能夠在負(fù)載情況發(fā)生變化的情況下，表現(xiàn)出穩(wěn)定的輸出電壓。
手機(jī)正在持續(xù)演進(jìn)，體形變得越來越輕薄和小巧，同時(shí)功能在不斷加強(qiáng)。這使得用效率高、體積小的DC/DC開關(guān)調(diào)整器解決方案取代低效率的線性調(diào)整器變得越來越重要。Micrel公司的突破性的8MHz開關(guān)調(diào)整器能夠使電感體積縮小90%以上，同時(shí)卻仍能保證整體的高效率，并且提供杰出的瞬態(tài)性能，從而展示了該產(chǎn)品的生命力。
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與電源在線網(wǎng)無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實(shí)，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
本文鏈接：Micrel突破性的8MHz開關(guān)調(diào)整器
http:leisuda.cn/news/2006-9/200692211733.html
http:leisuda.cn/news/2006-9/200692211733.html
文章標(biāo)簽： Micrel
0755-82905460
郵箱 
：
