开关转换器的选择
开关频率对于开关转换器设计非常重要,因为开关电源的很多问题都与工作频率有关。开关频率和它的高次谐波会对其他电路产生电磁干扰,例如,一个调幅收音机对于530kHz到1710kHz的干扰非常敏感。开关频率超过1710kHz时才能消除基波和高次谐波的干扰。测试数据显示,中等电压、高频处理器配合简单的保护电路,正如Maxim产品所采用的架构,可以提供完美的汽车电源管理方案。所以,设计人员不需要高压控制方案即可设计合理的开关转换器。
随着开关频率的增加,电路的能量损耗会增大,这在一定程度上削弱了高频工作的优势。因为开关的损耗与工作电压的平方成正比,在高输入电压下开关损耗会更高。典型的汽车电源管理IC需要支持较高电压(40V或更高),以承受甩负载和瞬态过压。处理高压则需较大的芯片尺寸和较厚的栅极,对应的沟道尺寸较长,造成较长的传输延时。这样,固有的低速处理过程也降低了转换效率,因为开关切换时较长的上升/下降时间会引起较大的开关损耗。
Maxim采用先进的处理工艺提高了转换器的开关效率,为中等电压提供出色的高速转换设计方案。以MAX5073为例,它有2路工作在2.2MHz开关频率的升/降压转换控制器,支持23V输入。转换器异相工作使其能够工作在4.4MHz频率下,并保持较高的转换效率。
假设开关转换器能够抑制电源干扰,需要考虑的另一个问题是:汽车应用是否真的需要高压工作IC?下面我们通过讨论汽车电源的
干扰以及对低压电路的保护措施回答上述问题。
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