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当只有一个电感器就足以设计出更紧凑的电源时

星星科技指导员 来源:ADI 作者:Frederik Dostal 2023-02-23 15:48 次阅读

Frederik Dostal

在当今几乎所有电子电路中,都需要几种不同的电源电压。必须针对所需的不同电压轨设计合适的电源管理架构。通常,使用多个根据开关稳压器原理工作的电压转换器。在这种设计方法中,这些开关稳压器中的每一个都需要一个电感器。对于最终产品,使用尽可能少的PCB空间并尽可能降低相关成本通常很重要。实现此目的的一种流行方法是采用集成路线。将电路集成到硅片中适用于低功耗开关稳压器和线性稳压器。有大量组合、高度集成的开关稳压器IC(通常也称为电源管理集成电路PMIC))可供选择。图1显示了高度集成的DC-DC转换器ADP5014。

poYBAGP3HIeAAn-2AAA5JW6dbf4813.png

图1.以ADP5014为例,作为DC-DC转换器,用于从一个输入电压产生多达<>个输出电压(简化表示)。

为了进一步减小图1所示电路的封装尺寸,可以将电感集成到封装中。这是在图2所示的解决方案中采用LTM4668完成的。它有四个通道,只需要少量的外部元件,因为通常相当大的电感器被集成到封装中。

pYYBAGP3HI2AH11fAAAmnAHfNHw489.png

图2.采用 LTM4668 (简化表示形式)的集成电感器的紧凑型解决方案。

LTM 模块系列提供高功率密度,具有出色的 EMC 性能,并且非常可靠。但是,与具有外部组件的解决方案相比,它可能更昂贵。

还有第三种解决方案,类似于图1所示的概念,但由单电感多输出(SIMO)转换器组成。在这里,一个电感用作储能器件,特别是作为电流存储设备,所有通道共享它。存在许多不同的版本。电感器可以在一个时间点用能量充电,然后能量可以通过不同的 渠道。在另一种实现中,电感被充电,然后完全放电一个通道,然后这个空的能量存储设备被传递到下一个通道,在那里它被充电和放电,然后传递到每个后续通道,直到所有通道都供电

根据给定的实现,电源具有不同的特性。一般来说,这个概念在相对较低的功耗下效果很好。内部 MOSFET 的尺寸和单个外部电感器的设计针对低功耗进行了优化。

MAX77655中的集成开关允许单电感用于所有通道,也允许将可用电压转换为更高或更低的电压。通过适当驱动集成MOSFET,可实现相应的工作模式。

使用图3所示的SIMO转换器,只需一个储能电感即可高效产生多个电压。这提供了更紧凑的电源架构,并可以降低成本。

poYBAGP3HJeALRtqAAAqqwF2gIg433.png

图3.MAX77655 SIMO转换器产生<>个电压,只需<>个IC和一个电感(简化表示)。

审核编辑:郭婷

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