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電源/智慧型能源 Share print

避免出現帶多個DC-DC轉換器的問題

2014年09月03日  | Michael Dunn

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現今大多數的電子產品需要多種供電電壓 - 四個或更多電源軌的情況並不少見。 但如果你使用多個非同步的DC-DC轉換器,你不僅得到的是一個次優的設計,而且還自找麻煩。 本文所介紹的設計方案可同時解決這兩項問題。


為什麼是麻煩?我曾經有一個在一個系統中使用多個電源頻率 的親身經驗,此一系統也包括敏感的類比電路。 在某些條件下,在高阻抗類比部分會出現不同的頻率(例如10kHz,如果一個開關在250kHz運行,而另一 個在260kHz運行)。 這並不是好現象。


為什麼是次優?一個DC-DC轉換器的輸入濾波電容器與輸出電容器的關鍵性幾乎 一樣。無論是大的陶瓷,或高性能電解的,這些電容器並不便宜。 在多重轉換器系統中,每個轉換器都需要一個完全互補的輸入電容器。 但是,如果我們將通道同步並錯開,輸入電容器在某一種程度上可以“共享”。這裡所介紹電路的成本和尺寸 要做到比被移除電容器的成本低,是一件很容易的事情,且尺寸也較小。且還附帶性能改善的好處。


圖1  具有SYNC 輸入DC-DC轉換器的範例。
圖1 具有SYNC 輸入DC-DC轉換器的範例。

幸運的是,現今許多的IC和模組轉換器都有一個SYNC輸入引腳。 就一顆合適的控制器IC而言,LM2747是一個很好的例子。 同步器是CMOS解碼的計數器,例如像是4017/4022或74HC4017。這是由等同於該轉換器工作頻率與轉換器數目乘積的時鐘信號所驅動的。將第一個未使用計數器的輸出連接至其RES/MR(主復位)引腳,以設定正確的計數長度。


圖2  圖中電路為4個轉換器所設計的同步電路。
圖2 圖中電路為4個轉換器所設計的同步電路。

這樣的設計也可以用可編程邏輯很容易地實現,讓它可能可以完全免費。當然,當電源在上升時,開關不會同步。同步邏輯需要 達到其工作電壓,而轉換器本身也可能具有一小的同步延遲(a small sync-up delay)。 如果採用FPGA 來控制,則它可能需要時間來初始化。





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