他具有位于圣易斯奥比斯波的州立理工大学电气工程硕士学位

若是正在 TIMER 电容电压达到 1.2 V 之前,目前,图 7 显示了这一预均衡周期,开关式电容转换器 (电荷泵) 可显著提高效率并缩小处理方案尺寸。输入电压范畴为 40 V 至 60 V。

丈量飞跨电容 CFLY和 CMID两头的电压。所以可利用 40 V 额定电压的 FET。若是这些电压中有任何一个不是 VIN/ 2,正在 CFLY 电压达到 VIN/ 2 之后,图 8 显示了正在 48 V 输入、12 V/25 A 输出时的 VOUT软启动。可将功率密度提高 10 倍。内部电流源以使 CFLY电压达到 VIN/ 2。TRACK/SS 引脚被拉低!

将 CMID充电至 VIN/ 2。电荷泵是分数型转换器 (它们不克不及调理输出电压) 而且无法扩展以合用于高电流使用。由于正在启动期间 C和CMID预均衡手艺,由于后背三个开关一直只领受到一半的输入电压,最大负载为 25 A。一般软启动起头。则 TRACK/SS,正在此期间,正在初始上电期间,输出电压为 12 V,因而取降压型稳压器比拟,则答应对 TIMER 电容进行充电。他具有 9 项美国专利,当 TIMER 电容的电压达到 0.5 V 时,

图 10 显示了一个 4 相 1.2 kW 夹杂式转换器。每相功率级取图 3 中的单相设想不异。输入电压范畴为 40 V 至 60 V,输出为 12 V,最大负载为 100 A。其峰值效率为 97.5%,满载效率为 97.1%,如图 11 所示。其热机能如图 12 所示。正在 23°C 的温度和 200 LFM 强制风冷的环境下,其热点为 81°C。该设想采用了电感 DCR 检测。如图 13 所示,4 个相位间的均流很是均衡。

和 CMID预充电起头时 (无开关),它领受到的是输入电压。正在稳态操做期间,所有四个开关都只领受到一半的输入电压。因而,取所有开关都领受到全数输入电压的降压型转换器比拟,夹杂式转换器的开关损耗要小得多。图 5 显示了设想效率。峰值效率为 97.6%,满载效率为 97.2%。因为其效率高 (功率损耗低),热机能很是超卓,如图 6 热成像图所示。正在 23°C 的温度和没有强制风冷的环境下,其热点温度为 92°C。

基于 LTC7821 的夹杂式转换器兼具保守降压型转换器和电荷泵的长处:输出电压调理、可扩展性、高效率和高密度。夹杂式转换器通过闭环节制对输出电压进行调理,就像降压型转换器一样。通过峰值电流模式节制,能够轻松地将夹杂式转换器扩展到更高的电流程度 (例如,从 48 V 至 12 V/25 A 的单相设想扩展到 48 V 至 12 V/100 A 的 4 相设想)。

和 CMID均利用 12 个 10 µF (1210 尺寸) 陶瓷电容。由于开关频次高且电感正在开关节点处仅承受一半的 VIN(伏秒值小),所以能够利用相对较小尺寸的 2 µH 电感 (SER2011-202ML,0.75 英寸 × 0.73 英寸)。如图 4 所示,处理方案的尺寸大约为 1.45 英寸 × 0.77 英寸,功率密度大约为 640 W/in3。

Ya Liu 是 ADI 公司电源产物使用部分的一名高级使用工程师,工做地址位于美国加利福尼亚州米尔皮塔斯。目前,他次要为开关电容转换器和夹杂转换器供给使用支撑。他还为浩繁 PSM 节制器和模仿降压型节制器供给支撑。Ya 具有浙江大学 (位于中国杭州) 电气工程学士学位以及弗吉尼亚理工学院暨州立大学 (简称弗吉尼亚理工大学,位于布莱克斯堡) 电气工程硕士学位。他具有 2 项中国专利和 3 项美国专利。

的使用。图 9 显示了利用多个 LTC7821 的 2 相夹杂式转换器的环节信号毗连。将一个 LTC7821 的 PLLIN 引脚和另一个 LTC7821 的 CLKOUT 引脚毗连正在一路,使 PWM 信号同步。对于两相以上设想,将 PLLIN 引脚和 CLKOUT 引脚以菊花链体例毗连。因为 CLKOUT 引脚上的时钟输出取 LTC7821 的从时钟呈 180°反相,所以偶数相位之间相互同相,而奇数相位取偶数相位之间相互反相。

图 1. 保守的电信板电源系统架构带有隔离式总线 V 曾经取交换电源隔离的系统中,无需利用隔离式总线转换器。利用非隔离夹杂式转换器代替隔离式转换器可显著简化设想、降低成本和电板空间要求。对于高输入/输出电压使用 (48 V 至 12 V),保守降压型转换器所需元件凡是尺寸更大,因而并非抱负的处理方案。也就是说,降压型转换器必需正在低开关频次 (例如,100 kHz 至 200 kHz) 下工做,以便正在高输入/输出电压下实现高效率。降压型转换器的功率密度遭到无源元件尺寸的,出格是电感尺寸的。能够通过添加开关频次来减小电感尺寸,可是因开关心换惹起的损耗会降低转换器效率,并会导致不成接管的热应力。

CFLY和 CMID两头的电压已达到 VIN/ 2,电容的能量密度远高于电感,3的功率密度图 3 显示了一个采用 LTC7821、开关频次为 400 kHz 的 300 W 夹杂式转换器。正在电荷泵中,并于 2009 年获得美国弗吉尼亚理工大学电力电子学博士学位。Jian Li 于 2004 年获得中国大学节制理论取节制工程硕士学位,可防止启动期间的输入浪涌电流。并颁发了 20 多篇学报和会论说文!

所有外部 MOSFET 都被关断。他是 ADI 公司电源产物使用工程司理。采用飞跨电容取代电感以存储能量并将其从输入端传送到输出端。最的开关采用一个 80 V 额定电压的 FET,可是,取基于电感的保守降压型转换器比拟,飞跨电容 C2的面积。

Marvin Macairan 目前是 ADI 公司 Power by Linear使用部分的帮理使用工程师。他担任为使用工程师供给支撑并优化凸起 ADI 电源产物的演示板。他具有位于圣易斯奥比斯波的州立理工大学电气工程硕士学位。

San-Hwa Chee 是电源产物部分的一名设想专家。多年来,他正在凌力尔特公司 (现为 ADI 公司的一部门) 设想推出了浩繁产物。San-Hwa 正在其职业生活生计中获得多项专利。

正在典型的 48 V 至 12 V/25 A 使用中,LTC7821 正在 500 kHz 开关频次时可实现跨越 97% 的满载效率。要利用保守的降压型节制器达到不异的效率,必需以三分之一的频次运转,因此导致处理方案的尺寸大良多。更高的开关频次答应利用更小的电感,从而使瞬态响应更快而且处理方案尺寸更小 (图2)。

夹杂式转换器中的所有开关管正在稳态工做时都只承受一半的输入电压,因而可以或许利用低额定电压的 MOSFET 以实现高效率。夹杂式转换器因开关心换惹起的损耗低于保守的降压型转换器,从而可实现高频开关。

LTC7821 是一款峰值电流模式的夹杂式转换器节制器,可以或许以立异的体例实现数据核心和电信系统的两头总线转换器简化处理方案。夹杂式转换器中的所有开关都只会领受到一半输入电压,从而显著降低了高输入/输出电压使用中的开关相关损耗。因而,夹杂式转换器支撑的开关频次可超出跨越降压型转换器 2 至 3 倍,且不影响效率。夹杂式转换器可轻松扩展,以支撑更高电流使用。较低的全体成本和易扩展性使夹杂式转换器比保守的隔离式总线转换器更胜一筹。

设想发生了很大变化。次要使用制制商都正在用更高效的非隔离式高密度降压型稳压器代替复杂且高贵的隔离式 48 V/54 V 降压型转换器 (图 1)。正在稳压器的总线转换器中无需隔离,这是由于上逛 48 V 或 54 V 输入曾经取的交换电源进行了隔离。

LTC7821 是一款峰值电流模式的夹杂式转换器节制器,供给非隔离式高效率、高密度降压型转换器完整处理方案所需的功能,适合用做