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Micrel突破性的8MHz開關調整器MIC2285(圖)

體積縮小了超過90%同時保持出色的總體轉換效率。

新聞ID號：

8270

無標題圖片

資訊類型：

解決方案

所屬類別：

開關電源

關鍵字：

Micrel

內容描述：

～

發布時間：

2006/9/22 11:07:33

更新時間：

2006/9/22 11:09:16

審核情況：

已審核開通[2006/9/22 11:07:33]

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新聞來源：

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發布者：

電源在線

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內容：

　　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。

　　一直以來，開關調整器的工作頻率范圍為20kHz到數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。

　　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。

　　2006年，Micrel公司通過提供業界第一個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。

　　在該解決方案出現以前，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量的電能。因此，每秒鐘內電源開關的次數越多，這些損耗值隨頻率而變化的元件所消耗的功率就越大。

　　在負載小于1mA的情況下，業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品體積增大。相反地，MIC2285卻能夠在負載情況發生變化的情況下，表現出穩定的輸出電壓。

手機正在持續演進，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性能，從而展示了該產品的生命力。