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如何更好的設計PWM DC-DC系統博雅彩票平台注册?


發布日期: 2014-09-14 09:12:02   瀏覽次數:0

在直流電路當中,使用的較多的技術非DC-DC莫屬,它能夠使電壓值的電能轉變為另一個電壓值電能。電源設計當中的DC-DC變換器模塊就是基于這種技術博雅彩票平台注册,它能夠簡化電路的設計博雅彩票平台注册,并且縮短產品的研制周期博雅彩票平台注册。與PWM結合之后,DC-DC就能更好的對模擬電路進行控制。那么如何能更好的完成PWM DC-DC系統的設計呢?
PWM DC-DC的組成核心電路共分兩大部分,分別是ramp/pulse oscillator和error amplifier。ramp/pulse oscillator的難點在于造出一個具有高線性度的ramp waveform,電路雖然不難博雅彩票平台注册,但做到最佳卻頗具難度。通常為了維持高線性度,大都會額外再加個補償電路來解決。
而error amplifier博雅彩票平台注册,目前有type II和typ III兩種補償架構,而要如何決定type II及typeIII補償電路中的R及C值就需考量整體DC-DC。error amplifier看似簡單,但是 R和C的值卻會決定整個DC-DC系統的穩定度與效能。所以,若然不是非常了解整個理論基礎,就冒然的定出R、C值是非常不明智的。
在做DC-DC電路前博雅彩票平台注册,根據所input voltage博雅彩票平台注册、output voltage、Iload 范圍博雅彩票平台注册,用編好的excel來計算出要使用的電感、電容值、type II或者type III補償R和C值各為多少后,用simplis仿真驗證,然后才用spectre來做各個子電路的模擬。不過,用spectre來作模擬所需時間實在很長博雅彩票平台注册。DC-DC電路中博雅彩票平台注册,最難的當屬PWM的error amplifier博雅彩票平台注册,只要R、C值沒決定好,整個系統的performance都會受到影響,在不斷的調整中才會漸漸理出個頭緒出來,要想定出R和C值,真的要熟悉整個PWM的理論架構。
PWM的DC-DC的gm不能過高或者過低,而是要搭配系統來采用type II或者type III的補償網路博雅彩票平台注册、L和C值以及操作頻率所計算出來的。因此,gm值是依據系統規格所計算出來的一項規格,而不是隨意定出來的值。
對于error amplifier,它的考量點乃在于外部電感博雅彩票平台注册、電容、ESR所組成的三階filter的pole博雅彩票平台注册,再配合分壓電阻的gain、PWM的gain、error amplifier本身的gain、phase。因此并不是error amplifier的gain夠高博雅彩票平台注册,phase margin夠寬即可。并且要配合整個loop的gain以及phase去算出來,才能夠知道error amplifier的gain和phase margin值是多少,尤其是phase margin,PWM的stability決定了error amplifier的phase margin。
除了errr amplifier外博雅彩票平台注册,最麻煩的當屬protection circuit,在DC-DC電路中用到很多protection circuit,如soft-start circuit博雅彩票平台注册、under voltage lock out、 current liming circuit、thermal shut-down circuit、 over current protection、zero current protection等等,各有不同的保護對象與條件。處理不當就會導致DC-DC 系統癱瘓,而且各個protection機制又有優先權的區分博雅彩票平台注册,所以這些protection circuit是最麻煩處理的。
目前的系統中絕大部份會有PWM和PFM兩種switching regulator。在正常的PWM模式下操作,如果系統是省電模式,則會進入PFM。這是因為PWM和PFM兩者在輕/重負載下各有其優缺點,以往的系統幾乎都只工作在PWM下。
POWER DEVICE的metal bus width絕大部份都是以average current來估算的,仍要小心避免其transient peak current過大,和流過的時間過長的問題。因為一旦transient peak current的值過大,且維持的時間過久,仍然有可能會把meal給燒斷掉。
從核心電路開始博雅彩票平台注册,本篇文章對PWM DC-DC系統設計給出了整體的建議博雅彩票平台注册,希望大家在閱讀過此篇文章之后,能對PWM DC-DC的系統設計有進一步的了解。

SEMIPOWER 2014-09-14

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關鍵詞:如何設計DC-DC

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