首页 > 嵌入式电路图 > 电源电路

我们将研究在同步降压功率级中如何对传导功耗进行折中处理,而其与占空比和 FET 电阻比有关。进行这种折中处理可得到一个用于 FET 选择的非常有用的起始点。通常,作为设计过程的一个组成部分,您会有一套包括了输入电压范围和期望输出电压的规范,并且需要选择一些 FET。另外,如果您是一名 IC 设计人员,则您还会有一定的预算,其规定了 FET 成本或者封装尺寸。这两种输入会帮助您选择总 MOSFET 芯片面积。之后,这些输入可用于对各个 FET 面积进行效率方面的优化。

 

图 1 传导损耗与 FET 电阻比和占空比相关

首先,FET 电阻与其面积成反比例关系。因此,如果为 FET 分配一定的总面积,同时您让高侧面积更大(旨在降低其电阻),则低侧的面积必

减小,而其电阻增加。其次,高侧和低侧 FET 导电时间的百分比与 VOUT/VIN 的转换比相关,其首先等于高侧占空比 (D)。高侧 FET 导通 D 百分比时间,而剩余 (1-D) 百分比时间由低侧 FET 导通。图 1 显示了标准化的传导损耗,其与专用于高侧 FET 的 FET 面积百分比(X 轴)以及转换因数(曲线)相关。很明显,某个设定转换比率条件下,可在高侧和低侧之间实现最佳芯片面积分配,这时总传导损耗最小。低转换比率条件下,请使用较小的高侧 FET。反之,高转换比率时,请在顶部使用更多的 FET。面积分配至关重要,因为如果输出增加至 3.6V,则针对 12V:1.2V 转换比率(10% 占空比)进行优化的电路,其传导损耗会增加 30%,而如果输出进一步增加至 6V,则传导损耗会增加近 80%。最后,需要指出的是,50% 高侧面积分配时所有曲线都经过同一个点。这是因为两个 FET 电阻在这一点相等。

 

图 2 存在一个基于转换比率的最佳面积比

注意:电阻比与面积比成反比

通过图 1,我们知道 50% 转换比率时出现最佳传导损耗极值。但是,在其他转换比率条件下,可以将损耗降至这一水平以下。附录 1 给出了进行这种优化的数学计算方法,而图 2 显示了其计算结果。即使在极低的转换比率条件下,FET 芯片面积的很大一部分都应该用于高侧 FET。高转换比率时同样如此;应该有很大一部分面积用于低侧。这些结果是对这一问题的初步研究,其并未包括如高侧和低侧FET之间的各种具体电阻值,开关速度的影响,或者对这种芯片面积进行封装相关的成本和电阻等诸多方面。但是,它为确定 FET 之间的电阻比提供了一个良好的开端,并且应会在FET选择方面实现更好的整体折中。

下次,我们将讨论如何确定 SEPIC 所用耦合电感的漏电感要求,敬请期待。

 

换一批

延伸阅读

[新鲜事] 孙宏斌辞职 曾说:我不是堂吉诃德

孙宏斌辞职 曾说:我不是堂吉诃德

3月14日晚,乐视网发布公告称,孙宏斌因工作安排调整原因向公司申请辞去乐视网董事长职务。孙宏斌的辞职未导致公司董事会成员人数低于法定最低人数,不会对董事会的运作产生影响。......

关键字:乐视 孙宏斌 辞职

[破谣言] 有史以来,对人类整体贡献最大的是哪国人?

有史以来,对人类整体贡献最大的是哪国人?

从时间顺序上排,我的答案是:意大利、英国、美国。原因如下。......

关键字:人类

[真心话] 电子工程师请远离浮躁

电子工程师请远离浮躁

什么样的人是浮躁的人?浮躁的人容易问:我到底该学什么;---踏踏实实的学点基本的吧?单片机不知道是什么就想去学ARM?c语言不会想搞LINUX?别老是好高骛远。......

关键字:电子工程师

[猎聘集] 工作三年后,我选择离开腾讯

工作三年后,我选择离开腾讯

经过各种综合考虑后,我还是点了“确定”按钮,正式从工作了三年的腾讯离职。一直有朋友问:在腾讯的工作感觉怎么样?关于这个问题,从来没有好好思考过,觉得当局者迷,尽量做好手上工作就是了。现在终于有时间梳理一番。 回想起这几年的经历,既有取得成......

关键字:工作 腾讯 离职 大公司

[真心话] 技术强人们所写的各类电子工程师所必需的技术素养

技术强人们所写的各类电子工程师所必需的技术素养

MCU分类:4位机,51,PIC,AVR,MSP430等系列进行学习;......

关键字:电子工程师 技术素养
条评论

我 要 评 论

网友评论

大家都爱看

  • 扇出型晶圆级封装的优势和挑战!

    我们有能力创造一些能保持前代性能并且更好更小的电子设备,例如今天的可穿戴设备、智能手机或平板电脑,这是由于很多因素超过摩尔定律而快速发展,从而能够从底层的嵌入组件发展到今天把它们封…

    2018-03-29
  • Xilinx推出革命性的新型自适应计算产品

    自适应和智能计算的全球领先企业赛灵思公司(Xilinx, Inc.,(NASDAQ:XLNX)),近日宣布推出一款超越FPGA功能的突破性新型产品,名为ACAP(Adaptive Compute Acceleration Platform,自适应计算加速…

    2018-03-20
  • 赛普拉斯为树莓派3 B+ IoT单板计算机提供强大稳定的无

    先进嵌入式系统解决方案的领导者赛普拉斯(纳斯达克代码:CY)近日宣布其Wi-Fi®和蓝牙®combo解决方案为全新的树莓派 3 B+(Raspberry Pi 3Model B+)IoT单板计算机提供强大稳定的无线连接…

    2018-03-20
  • 观看直播领红包,SEED-A10加速卡助力人工智能

    随着云服务器、云计算的发展,大家对硬件加速的需求越来越多,但是随着设备功耗的上升、性能需求越来越高,常规加速设备以及开始不能满足需求,因此FPGA逐渐在硬件加速中找到了自己的位置,而艾…

    2018-03-19
  • 特朗普:博通不得以任何形式收购高通

    白宫周一(3月12日)晚发出声明,川普(特朗普)总统出于“国家安全”考量、禁止新加坡博通公司(Broadcom)收购美国高通公司(Qualcomm)。

    2018-03-14