ADP5014的開關電源轉換電路設計

開關調節器中的快速開關瞬變是有利的，因為這顯著降低了開關模式電源中的開關損耗。尤其是在高開關頻率時，可以大幅提高開關調節器的效率。但是，快速開關轉換也會帶來一些負面影響。開關轉換頻率在20 MHz和200 MHz之間時，干擾會急劇增加。這就使得開關電源開發人員必須在高頻率范圍內，在高效率和低干擾之間找到良好的折衷方案。因此，ADI公司提出了創新的Silent Switcher技術，即使是極快的開關邊沿，也可能產生最小的電磁輻射。

圖1顯示了快速和慢速開關轉換。快速開關轉換會使鄰近電路段產生更強的干擾耦合。存在電壓突變的pcb走線可與具有高阻抗的鄰近走線產生容性耦合。存在電流突變的PCB走線可與鄰近走線產生電感耦合。通過減慢開關轉換，可將這些影響至最低。圖2顯示了一種經驗證適用于異步開關調節器的技術。此處，兩個開關中的一個使用了肖特基二極管。將電阻與自舉電容 CBOOT（提供高側n溝道MOSFET的柵極電壓）串聯，可減慢開關的開關轉換。當無法直接調整功率MOSFET的柵極信號線時，此技巧可用于集成開關調節器。如果將開關控制器與外部MOSFET配合使用，也可將電阻插入柵極驅動走線中。電阻值通常小于100 Ω。

但是，大多數現代開關調節器都是具有高邊和低邊有源開關的同步開關調節器。此處，在 CBOOT路徑中使用電阻無法明顯減慢開關轉換。如果此處還是使用與 CBOOT并串聯的電阻（如圖3所示），則也將減慢高邊開關的開關轉換。但是，這可能導致低邊開關沒有完全關閉。因此，高邊開關和低邊開關可能同時瞬間打開。這將導致輸入電壓到接地之間出現破壞性短路。這一點尤為關鍵，因為開關轉換速度也受到工作溫度等參數和半導體制造中的可變性因素的影響。因此，即使是在實驗室測試，也無法保證安全操作。要減慢具有集成開關的同步開關調節器的開關轉換，應使用同步開關調節器，它可通過內部電路直接設置開關轉換速度。例如ADI公司的ADP5014。在這些集成電路中，可在內部確保：在減慢開關轉換時，兩個開關不同時導通，因此也不會發生短路，并且在CBOOT路徑中都沒有電阻。

關于快速開關轉換，近年來有一個非常重要的創新不容忽視。ADI公司的Silent Switcher技術使快速開關邊沿的電磁輻射大幅降低，高達40 dB（10,000倍）。因此，可開發出具有超快邊沿且僅有最小EMC問題的開關電源。在大多數情況下，Silent Switcher器件無需為了減少EMI而降低開關轉換速度。通過Silent Switcher技術，在很大程度上消除了在最大轉換效率和最小電磁干擾之間進行權衡的難題。

ADP5014的優勢和特點

輸入電壓范圍：2.75V至6.0V

可編程輸出電壓范圍：0.5V至0.9×PVINx

低輸出噪聲：~25μVrms（VOUT ≤ VREF時）

輸出精度：±1.0%（整個溫度范圍內）

可調開關頻率范圍：500kHz至2.5MHz

功率調節

通道1和通道2：可編程2A/4A同步降壓穩壓器，或單通道8A輸出（并聯使用）

通道3和通道4：可編程1A/2A同步降壓穩壓器，或單通道4A輸出（并聯使用）

靈活的并行操作

精密使能，0.6V閾值

用于上電和關斷時序的手動或序列模式

可選FPWM或PSM工作模式

精密欠壓比較器

頻率同步輸入或輸出

有源輸出放電開關

可選通道通過工廠熔斷器提供電源良好指示

UVLO、OVP、OCP和TSD保護

40引腳、6mm×6mm LFCSP封裝

結溫范圍：-40°C至+125°C

ADP5014的產品詳情和應用

ADP5014在一個40引腳LFCSP封裝中集成四個高性能、低噪聲降壓穩壓器。依賴其低輸出噪聲性能（~25μVrms，VOUT ≤ VREF時），低噪聲降壓穩壓器可為噪聲敏感型信號鏈產品上電。

ADP5014中的所有通道均集成高端和低端功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)。通道1和通道2同時提供2A或4A的可編程輸出電流。以并聯配置方式組合通道1和通道2可提供高達8 A的單路輸出電流。

通道3和通道4同時提供1A和2A的可編程輸出電流。以并聯配置方式組合通道3和通道4可提供高達4 A的單路輸出電流。

ADP5014具有兩種使能模式。手動模式具有四個獨立精密使能引腳，可手動使能各調節器。或者，序列模式具有一個分組的精密使能信號，在各供電軌上集成可編程上電和關斷延遲定時器，可滿足特定的供電軌時序要求。
ADP5014的開關頻率可編程或同步至500kHz至2.5MHz的外部時鐘。

ADP5014提供其它主要特性，如可選強制脈沖寬度調制(FPWM)/省電模式(PSM)、欠壓輸出(UVO)、有源輸出放電和電源良好指示。其它安全特性包括輸入欠壓閉鎖(UVLO)、過壓保護(OVP)、過流保護(OCP)和熱關斷(TSD)。

ADP5014的應用

RF收發器、高速模數轉換器(ADC)/數模轉換器(DAC)、混合信號ASIC

現場可編程門陣列(FPGA)和處理器應用

安防和監控

醫療應用

現貨推薦

型號:ADP5014ACPZ-R7

IC REG BUCK 4CH IPS W/QUAD LOW-N

原 廠：ADI

類 型：DC/DC穩壓器

更多熱搜產品

型號:LD1117ADT-TR

IC REG LINEAR POS ADJ 1A DPAK

原 廠：STMicroelectronics

類 型：線性穩壓器

型號:NCP1117ST50T3G

IC REG LINEAR 5V 1A SOT223

原 廠：onsemi

類 型：線性穩壓器

型號:ADP3334ARZ-REEL

IC REG LIN POS ADJ 500MA 8SOIC

原 廠：ADI

類 型：線性穩壓器

型號:TPS65217CRSLT

IC PMIC BATT PWR SYST 48VQFN

原 廠：Texas Instruments

類 型：專用電源管理

文章來源自電路城以及ADI官網

審核編輯：湯梓紅