發布日期：2022-04-20 點擊率：32
當我們選擇特定的電源設備后，可以構建印刷電路板 (PCB) 并在實驗室中對其進行評估。我們測量一些基本參數，例如效率和開關頻率，并將其與器件的數據表規格進行比較。雖然許多工程師都明白為什么他們的電路（具有不同的組件、設置和工作條件）無法獲得數據表中顯示的峰值效率，但開關頻率的差異需要進一步調查。畢竟，開關頻率不應該由設備固定，與我們的特定電路無關嗎？
對于許多現代電源集成電路 (IC)，答案實際上是否定的。雖然我們中的許多人都在學校了解了傳統的基于振蕩器的電壓和電流模式控制拓撲，但許多現代電源 IC 要么基于接通時間，要么基于關斷時間，并且不使用振蕩器。相反，該器件控制導通時間或關斷時間以提供經過調節的（相對于固定的）開關頻率。這種架構上的微小變化——從固定頻率到穩壓頻率——是電源 IC 設計中的眾多權衡之一，并提供了一些優勢：改進的瞬態響應、更高的電源抑制比 (PSRR) 和更低的輸出-電壓紋波。
在某些汽車應用中，例如信息娛樂系統，開關頻率的變化可能會引起對 AM 無線電頻段干擾的擔憂。通常，開關頻率設置在 1.8MHz 以上，以免超出頻帶。如果開關頻率變化較低，它可能會進入頻帶并可能干擾某些 AM 無線電頻率。
在400 kHz（而不是2 MHz）開關頻率下，除了增加電感和電容的尺寸外，EMI濾波器中的電感和電容也必須相對較大，才能達到汽車應用中的傳導EMI標準要求。其中一個原因是它們不僅必須衰減400 kHz的開關基頻，還必須衰減高達1.8 MHz的所有諧波。工作頻率為2 MHz的穩壓器就沒有這個問題。
屏蔽可能是減少電磁輻射的最后一種補救方式，但屏蔽需要占用空間，而應用可能無法提供，并且需要進行額外的機械設計和測試迭代。
為避開AM頻率帶寬并保持較小的解決方案尺寸，汽車應用首選2 MHz或更高的開關頻率。避免AM頻段后，就只有確保將高頻噪聲（也稱為諧波）和開關振鈴降至最低的問題。遺憾的是，高頻開關通常會導致電磁輻射從30 MHz增加到1 GHz。
雖然肯定有辦法通過系統設計來減輕這種干擾——例如通過天線與電源的屏蔽和間隔——一種方法是控制信息娛樂系統中每個電源的開關頻率。
DCS-Control 拓撲是一種用于汽車信息娛樂系統的控制拓撲。TPS62130A -Q1是一款高度集成的高效 12V IN轉換器，適用于使用 DCS-Control 的 3A 電壓軌。
TPS6213x系列是易于使用的同步降壓DC-DC轉換器，引腳對高功率密度應用進行了優化。通常為2.5 MHz的高開關頻率允許使用小電感器，并通過使用DCS控制拓撲提供快速瞬態響應和高輸出電壓精度。由于其3伏至17伏的寬工作輸入電壓范圍，該設備非常適合由鋰離子電池或其他電池以及12伏中間電源軌供電的系統。在輸出電壓介于0.9 V和6 V之間時（100%占空比模式），它們支持高達3 A的連續輸出電流。輸出電壓啟動斜坡由軟啟動引腳控制，允許作為獨立電源或跟蹤配置運行。通過配置啟用和開漏電源良好引腳，也可以進行電源排序。在省電模式下，設備從V-In中吸取約17μA的靜態電流。如果負載較小，則自動無縫進入節能模式，可在整個負載范圍內保持高效率。在關機模式下，設備關閉，關機電流消耗小于2μA。
雖然DCS-Control 不使用振蕩器，但開關頻率通過導通定時器進行調節。
以下是該應用筆記中針對典型 12V IN汽車系統的幾個關鍵點：
· 對于具有中等占空比的較高輸出電壓，開關頻率得到很好的調節，正如預期的那樣——接近 2.5MHz 的典型值。
· 由于較低的輸出電壓所需的占空比變得較低，因此相應的導通時間推高了許多電源 IC 的極限，因為它們的導通時間最短。
· TPS62130A-Q1 的 80ns 最短導通時間允許在 1.8MHz 下運行以提供 1.8V 輸出。
· 如果我們需要更低的輸出電壓或更高的工作頻率（并且我們還必須將所有開關頻率保持在 AM 頻段以上），請考慮通過 5V 電源軌進行兩級轉換。
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