传统的采用分离器件设计的电源变换电路具有很多缺点:电路设计与开发周期冗长;由于具有较高的寄生参数,电路性能较低;所设计电路具有较大的解决方案尺寸;器件选型困难;分离器件较多,系统电路存在可靠性问题。 但随着技术的不断发展,出现了混合集成电路设计的概念,从而克服了采用分离器件设计电路所存在的问题。混合集成电路DC/DC系统相对于传统的用分离器件设计的电源变换电路系统来说,具有高性价比、高可靠性、高速度、设计周期短等一系列的优点。
本文结合Fairchild公司设计的系列产品,对混合集成电路DC/DC变换器的设计原理、性能及应用等进行了分析研究。
混合集成电路DC/DC变换器的集成化设计方案
根据用户需求和设计的目的不同,Fairchild公司推出的混合集成电路DC/DC变换器主要采用两种设计方案。而每一种设计方案,电路的设计上又有细微的差别,可以满足不同用户的需要。
1 混合集成电路DC/DC变换器设计方案1
在混合集成电路DC/DC变换器中,内部电路集成了控制器、驱动器和MOSFET等三种离散器件。对于每一类产品,其内部电路设计采用的离散器件可以包括三种离散器件中的全部或部分,具体的设计可根据用户的实际需要进行设计。混合集成电路DC/DC变换器设计方案1的电路原理如图1所示。
图1 混合集成电路DC/DC变化器设计方案1
从混合集成电路DC/DC变换器设计原理图可以看出,该电路中主要包括控制器、驱动器和MOSFET等有源器件模块。在实际使用时,电源输出端需要外接电感、电容等器件对输出电压信号进行滤波;同时,输出的电压信号需要接到电路的反馈引脚上,以保证电路的正常工作。
采用本方案设计的混合集成电路DC/DC变换器含有控制器、驱动器和MOSFET等有源器件,其整机效率可以高达95%,电源变换系统性能高,相对于标准模块具有更高的性价比。
采用本方案设计的混合集成电路DC/DC变换器产品有FAN5029、FAN5069等。器件寄生效应低,输出电压纹波低,温度范围宽。
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