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所以重要的是选择一款器件,它可以切换到脉冲跳跃pulseskippi
g)或脉冲频率调制PFM)方案。在PFM方案中,MOSFET只在输出电压低于比较器阈值时才导通,为输出滤波器充电。这种方案会持续工作到检测输出电流升至某个阈值,而再次需要PWM方式时。这种PFM方案有两点好处:由于大量内部电路被关闭,极大降低了开关式DC/DC变换器的内部工作电流;输出级只有在需要的时候才进行开、关转换(而不是在每个时问周期的开始)因而开关损耗可减小到最低程度。
PFM方案的缺点是,因频率是可变的,didt噪声就不再是可预测的了。但经优化的PFM方案会在充电期间把开关频率集中或近似于标称的固定频率处。由于此时输出的纹波电流非常小,降低了对充、放电输出电容的要求,因此EMI可以忽略不计。
在设计中还要重点考虑负荷瞬态响应,开关式DC/DC变换器能够对输出功率(负荷电流)的瞬时增加做出响应。大多数现代的DC/DC变换器都优化了用于负荷瞬态响应控制的电路,但因外接元件对系统性能影响甚大,设计中需在最小的电感和输出电容之间进行折衷。
当不需要最高的效率时,开关电容降压变换器(电荷泵)是一种完美的选择。电荷泵可实现高于线性低压差变换器LDO)的效率,且无需使用电感。对于高至200mA的负荷电流,可实现平均70%~80%的效率。现代的电荷泵使用了一种新的控制方法,使其增益可以随着UOUT/UIN比的变化而即时改变。通过增益的自动改变,可以在给定条件下保证最高的效率。
信号路径的电源管理。信号路径中器件的电源管理与数字子系统有很大的不同,信号路径中的器件要与模拟信号一同工作,所以保持数据完整性非常重要。因此,信号路径电源管理设计的优先选择方案也不相同。在信号路径供电中最常见的结构是LDO,LDO被认为是最简单的变换器,LDO最大的缺点在热量管理方面,因为其转换效率大约等于UOUT/UIN例如,一个LDO的输入电源的标称值为3.6V的单节锂离子电池,在电流为200mA
f时输出电压为1.5V,那么转换效率仅为50%,因此在产品中产生一些发热点,并缩短了电池工作时间。LDO的负荷特性比较稳定,因此优化工作可以更多地集中在传导噪声、电源噪声的抑制和LDO压降方面。
传导噪声是无法预测的噪声,它可以是通过性的,或是电源器件自身产生的。如果这个噪声过高,混入信号中,将造成数据损坏或降低系统读取数据的能力。噪声参数很难从数据表得到,因为没有确定解决这个问题的常用方法。电源噪声的抑制主要是减少电源器件输入端的干扰,r
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