DC-DC转换器芯片的技术参数

一个优秀电源电路是电子产品的可靠性保障，什么样的电源电路才算是优秀的电源呢？一些有经验的工程师使用稳压器电源时，都会考虑如何减小稳压器的纹波，降低功耗，提高电源转换效率，产品尺寸等问题，因为这些问题都是衡量电源好坏的关键。随着半导体技术的发展，电源稳压器的纹波越来越小，转换效率越来越高，输入电压越来越低，输出电压范围越来越广，功能日趋强大，其应用范围覆盖仪表、通信、安防及消费类电子等诸多领域，下面以DC-DC转换器芯片的技术参数进行说明。

输入、输出与效率 　　DC-DC转换器的输入电压要求在特定的范围里，输入电压太低，无法提供足够的能量，输入电压太高，芯片无法承受。LDO工作效率随着输入电压增加而减少，而DC-DC芯片效率与输入电压关系不大，这是DC-DC最大的优点之一。 　　输出电流能力是内含FET的DC-DC转换器的的最重要的参数，ON的DC-DC器件NCP3102能输出高达10A的电流，可满足您对电源的苛刻要求。 　　效率定义为输出功率除以输入功率，而更高的效率意味着高效的电源管理，ON的DC-DC器件NCP1595效率高达95%。   软启动 　　硬启动电路刚开始工作时，由于输出电容上并没有积蓄能量，因此电压很低，电路的反馈回路检测到低电压值时，将会采用最宽的PWM来尽快使输出电压上升，但是此过程由于反馈回路反应很快，因此容易造成电流过冲，损坏电路元件。 　　应用软启动技术，优点在于： 　　输出电压上升的速度减慢，启动电流得到控制，从而保护了负载； 　　大大降低了对前级电源瞬输出态功率的要求； 　　ON大部分的器件支持软启动技术。 上下电顺序控制 　　建立和维持合适的电源环境对系统的正常运行至关重要，特别是FPGA、DSP、ARM等处理器的设计中，为了避免闩锁、浪涌电流或I/O争用等问题，可能需要多达4到5路或更多个电源按照规定的顺序和斜率进行上下电。此外，许多应用还要求上电顺序和缓上电斜率可调节，以适应各种不同的情况。 　　NCP3120/3221/3122/3123集成上下电控制功能，而且还支持级联工作。   电压模式控制和电流模式控制 　　控制开关DC-DC变换器的反馈回路和稳压特性有两种方法：电压模式控制和电流模式控制。 　　在电压模式控制中，变换器的占空因数正比于实际输出电压与理想输出电压之间的误差差值；在电流模式控制中，占空因数正比于额定输出电压与变换器控制电流函数之间的误差差值(控制电流可以是非隔离拓扑结构中的开关电流或隔离拓扑结构中的变压器初级电流)。  　　电压模式控制只响应输出（负载）电压的变化。这意味着变换器为了响应负载电流或输入线电压的变化，它必须“等待”负载电压的相应变化。这种等待延迟会影响变换器的稳压特性。 　　假若可以在单个变换周期内响应负载电流的变化，则“等待”问题和与电压模式控制有关的相应负载调整补偿可以消除，而用电流模式控制可以做到这点。电流模式控制在逐个脉冲上控制输出电流，换言之，电流模式控制比电压模式控制有着更优越的输入瞬态响应和输出瞬态响应。   开关模式与频率 　　DC-DC转换器工作频率越高意味着外部电路体积更小，能提供更高的功率密度，在一定程序上，输出波纹也会变小。 　　PWM (pulse width modulation) 脉冲宽度调制：控制频率恒定而脉冲宽度可变。这种调制方式应用得最广泛。 　　PFM (pulse frequency modulation) 脉冲频率调制：基准振荡器的导通时间固定，而频率可变。在负载比较轻的时候这种调制方式用得比较多。 　　ON的DC-DC器件NCP1526、NCP1522B、NCP1523B工作频率高达3000KHz。   封装 　　根据国内外发展现状，无铅封装的电子元件已经广泛使用，ON的DC-DC器件都可提供无铅绿色封装（Pb-Free）。   工作温度范围 　　ON的DC-DC器件提供商用级、工业级及汽车级的芯片。针对您的工作场合，选择合适的器件。   过热关断 　　DC-DC芯片里集成了MOSFET，大电流流经芯片就会发热，虽然芯片效率较高，芯片的发热可以得到有效控制。但是，为了保护自身，所有转换器芯片都集成了过热保护功能。器件如果在使用过程中自身温度过高，转换器会自动停止工作并等待温度降低到额定工作温度范围。 ON的DC-DC器件已经集成了过热关断功能。   集成度 　　随著半导体技术的发展，表面贴装的电感器、电容器以及高集成度的电源控制芯片的成本不断降低，DC-DC转换器体积越来越小。当出现了导通电阻很小的MOSFET后，不需要外部的大功率FET就可以输出很大功率，譬如ON的NCP3101（6A）， NCP3102（10A）！ 　　随着集成度的提高，许多新型DC-DC转换器仅需要外接几只电感器和滤波电容等就可以工作，简化了电路的设计和提高了产品的可靠性，如NCP1595等。