利用有限的PCB空间设计更加紧凑的电源

总的来说,可以将开关稳压器原理用于多种电压转换设计中。每个开关稳压器都需要使用电感。在有限的PCB空间和最低成本的条件下设计多个电压转换器看起来似乎很困难。一种缓解这种困境的常用方法是将电路集成到硅片中,这种设计适用于低功率的开关稳压器和线性稳压器。以ADP5014(来自Analog Devices)为例,这是一款高度集成的DC-DC转换器。

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图1.0 ADP5014可以从一个输入电压产生最多四个输出电压

另一种方法是,使用将所需电感集成到IC封装中的转换器,如下图所示的LTM4668。你会发现,该转换器仅需要很少的外部组件,因为通常相当大的电感已经集成到封装中。这种模块提供了高功率密度,具有卓越的EMC特性和极其强大的性能。然而,与带有外部组件的解决方案相比,该模块可能更加昂贵。

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图2.0 使用LTM4668的包含集成电感的紧凑型解决方案。

另一个常见的解决方案是,使用单电感多输出(SIMO)转换器。在这种情况下,电感被用作能量存储器件(尤其是用作电流存储器件),供所有通道共享。这种方案包含许多不同的版本。电感可以在某一时间点充电,然后将能量部分地释放给每个不同的通道。在另一种实现中,可以为电感充电,然后完全放电给一个通道,并将该空的能量存储器件传递给下一个通道,在该通道中再次对电感进行充电和放电,然后传递给每个随后的通道,直到所有通道都获得电源供应。

该电源的特性取决于所采用的实现。一般来说,此概念在相对低功率下的运行效果较好。内部Mos管的尺寸和单一外部电感的设计都是为低功率而优化的。

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图3.0 MAX77655 SIMO转换器只使用一个IC和一个电感就能产生四种电压

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