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近年來,DC/DC開關調整器的工作頻率范圍介于20kHz到幾兆赫茲之間。雖然更高的開關頻率成為業(yè)界共同追求的目標,但是工程師們卻擔心這會導致效率的大幅度降低。近期業(yè)界推出了第一顆頻率高達8MHz的擁有低壓差線性調整器(LDO)輕負載模式的降壓調整器。與工作頻率為1MHz的調整器相比,該解決方案的電感器體積縮小了超過90%,同時卻保持出色的總體轉換效率。 <BR><BR> 一直以來,開關調整器的工作頻率范圍為20kHz到數(shù)MHz。開關調整器電感的體積與其工作頻率成反比。一個工作頻率為500kHz的降壓調整器通常情況下使用的是10uH范圍的電感器;1MHz的降壓調整器通常使用4.7uH的電感器;而2MHz的降壓調整器通常使用的是2.2uH的電感器。一個持續(xù)提供500mA電流的小外形尺寸的4.7uH電感器通常占位面積為一個邊長為3~4mm的正方形,并且高度為1.8mm甚至更高。再加上典型的開關調整器IC的封裝大小(如3x3x0.85mm)與500mA的線性調整器(如Micrel小巧的2x2x0.85mm大小的MIC5319(該方案比典型解決方案的尺寸的1/5還要小))相比,要大得多。 <BR><BR> 為了滿足空間敏感應用中對越來越小的電感的需求,領先的模擬IC供應商提供了頻率更高的降壓調整器。TI公司于2004年推出了一款頻率為3MHz的器件;隨后,凌特科技和Maxim公司在去年也分別推出了頻率為4MHz的器件。開關頻率介于3-4MHz之間時,電感值能夠降低到1uH,因此電感體積也會相應地縮小到3x3x1.2mm左右。截至目前為止,想要找到一個電感值為1uH并且高度遠小于1mm的小的表貼電感是不可能的。 <BR><BR> 2006年,Micrel公司通過提供業(yè)界第一個8MHz的降壓調整器,打破了電感值1uH的最低值記錄。該解決方案的特點在于擁有一個電感值為0.47uH,體積僅為1.25x2x0.55mm的小型片狀電感器。與1MHz的解決方案相比,該調整器的電感器體積縮小了95%。如圖所示,這也是電感器首次比開關調整器IC封裝本身還要小。<BR><div align=center><img src=/uploadfile/newspic/20069221145419456.jpg border=0 onload="javascript:if(this.width>600)this.width=600"></div><BR> 在該解決方案出現(xiàn)以前,速度為8MHz的DC/DC開關調整器被認為是不可達到的,因為電源設計師們擔心隨著頻率的提高,效率也會相應降低。開關調整器的效率損失由傳導損耗和開關損耗組成。傳導損耗受提供的電流及功率場效應晶體管阻抗影響,其不受頻率影響;開關損耗包括柵極驅動和體二極管傳導造成的損耗,電源每開關一次就會消耗固定數(shù)量的電能。因此,每秒鐘內(nèi)電源開關的次數(shù)越多,這些損耗值隨頻率而變化的元件所消耗的功率就越大。<BR><BR> 在負載小于1mA的情況下,業(yè)界標準部件提供的輕負載模式具有超過150mV的噪聲。當負載電流約為30mA時,該器件會轉變成PFM模式,同樣會制造出很大的噪聲。而且在PFM模式轉為PWM模式的過程中,會產(chǎn)生最大的輸出電壓偏離。為了濾除噪聲,需要使用很大的輸出電容,但這會加大成本投入,同時導致設計出的產(chǎn)品體積增大。相反地,MIC2285卻能夠在負載情況發(fā)生變化的情況下,表現(xiàn)出穩(wěn)定的輸出電壓。 <BR><BR><BR>手機正在持續(xù)演進,體形變得越來越輕薄和小巧,同時功能在不斷加強。這使得用效率高、體積小的DC/DC開關調整器解決方案取代低效率的線性調整器變得越來越重要。Micrel公司的突破性的8MHz開關調整器能夠使電感體積縮小90%以上,同時卻仍能保證整體的高效率,并且提供杰出的瞬態(tài)性能,從而展示了該產(chǎn)品的生命力。<BR>