2013年6月20日星期四

多相位升壓轉換器改善電源供應效能:架構


  標準的單相位升壓轉換器以及交錯式(或雙相位)升壓轉AP Plasma換器的線路。在單相位設計中,閘極驅動電壓會加在FET Q電漿設備1,使得電晶體的汲極電壓,也就是電路的切換點(switching node),被下拉至地電位,此時輸入電壓會跨接在電感L1的兩端,導電漿鍍膜致電流開始上升;在這段期間內,早已充滿電力的輸出電容C2必須獨自供應負載所需之電流。等到Q1停止導通時,L1為了繼續維持電流流動,其兩端的電壓極性會立刻反轉,使得切換點的電壓高於輸入電壓,此時二極體D1進入順向偏壓狀態,輸入電源開始對輸出電容C2重新充電,並且供應負載所需的電流。

  由於電感器的伏秒乘積在這兩種開關狀態下必須保持相等,也就是ton×Vin必須等於toff×Voff,因此電感的逆向電壓就成為FET導通時間,或是負載週期的函數;改變開關的負載週期就能控制輸出電壓的大小,其值可由Vout =Vin/(1-d)簡單公式計算。此公式只在連續導通模式(continuous conduction mode)中有效,而該模式的定義則是電感電流在所有時間都為正值。

  在雙相位升壓電路中,每個相位的工作方式都很像前述的單相位升壓轉換器。這兩個轉換器會以反相180度的方式動作,使得輸入和輸出電容的漣波電流互相抵消;藉由這種方式,設計人員就能選擇性地減少零件數目,或者使用與單相位設計相同的零件數目,但是提高電路的工作效能。交錯式升壓電源供應器設計會強迫兩個功率級共同提供輸出電流,使得電源輸出由它們平均分擔;另一方面,如果工程師不採用這種設計,其中一個功率級的電流輸出就會遠大於另一個功率級,使得原有的漣波消除優點化為烏有。

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