DC-DC转换器

<strong><font color="#FF0000">作者： ADI公司应用工程师，Umesh Jayamohan</font> </strong>

ADC 在任何依赖外部（模拟）世界收集信息进行（数字）处理的系统中都是不可或缺的组成部分。从通信接收机和电子测试测量到军事和航空航天，这些系统在不同的应用中各有不同。硅片处理技术的发展（65 nm CMOS、28 nm CMOS等）使高速 ADC 得以跨越 GSPS（每秒千兆采样）门槛，同时提供12位或14位性能。对于系统设计人员来说，这意味着能用于数字处理的采样带宽更宽。出于环境和成本方面的考虑，系统设计人员不断尝试降低总功耗。一般而言，ADC 制造商建议采用低噪声 LDO（低压差）稳压器为 GSPS（或 RF 采样）ADC 供电，以便达到最高性能。然而，这种方式的输电网络 (PDN) 效率不高。设计人员对于使用开关稳压器直接为GSPS ADC 供电且不会大幅降低 ADC 性能的方法呼声渐高。

<strong>背景知识</strong>

多数中间总线转换器(IBC)通过大型变压器实现从输入端到输出端的隔离。它们一般还需要一个电感用于输出滤波。这类转换器通常用于数据通信、电信以及医疗分布式供电架构。这些IBC的供应商数量众多，通常采用行业标准1/16、1/8和1/4砖墙式封装。对于一个典型的IBC，其额定输入电压为48 V或54 V，输出中间电压范围为5 V至12 V，输出功率为几百瓦特到数千瓦特不等。中间总线电 压用作负载点调节器的输入，负载点调节器则用于驱动FPGA、微处理器、ASIC、I/O和其他低压下游器件。

然而，在许多新型应用中，比如48 V直接转换应用，IBC中没有必要进行隔离，因为上游48 V或54 V输入已经与危险的市电隔离。在许多应用中，要使用非隔离IBC，就需要采用一个热插拔前端器件。结果，许多新型应用在设计时即集成了非隔离IBC，这样不但可以大幅降低解决方案的尺寸和成本，同时还能提高转换效率和设计灵活性。典型的分布式供电架构如图1所示。

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<strong>简介</strong>

在服务器等诸多应用中，电源轨的负载瞬态响应要求越来越严格。此外，由于涉及到复杂的拉普拉斯变换函数计，对于很多工程师而言，环路补偿设计通常被视为一项困难而又耗时的任务。

本文将首先讨论广泛使用的峰值电流模式(PCM)的连续电流(CCM)DC-DC转换器的平均小信号数学建模。然后使用了ADI公司的开关电路仿真工具ADIsimPE/SIMPLIS进行仿真，以最大程度减少复杂的计算工作。随后，推理出一种简化模型，用于实现更简单、更快速的环路补偿设计和仿真。最后，我们使用ADP2386EVAL评估板进行环路测，结果证明环路交越频率、相位裕度、负载瞬态响应仿真结果均与测试结果匹配良好。

<p><strong>摘要</strong></p>
<p>一般而言，在高输出电流隔离式DC-DC电源应用中，使用同步整流器（尤其是MOSFET是主流趋势。高输出电流还会在整流器上引入较高的di/dt。为了实现高效率，MOSFET的选择主要取决于导通电阻和栅极电荷。然而，人们很少注意寄生体二极管反向恢复电荷(Qrr)和输出电容COSS。这些关键参数可能会增大MOSFET漏极上的电压尖峰和振铃。一般而言，随着MOSFET击穿电压额定值的增大，导通电阻也会增大。本文提出一种数控有源钳位吸收器。该吸收器既可消除同步整流器上的电压尖峰和振铃，还能发挥设计指南作用；在隔离式DC-DC转换器（如半桥和全桥拓扑结构）中拥有多种其他优势，同时还能提高可靠性，降低故障率。</p>
<p><strong>简介</strong></p>