图1. 效率vs.负载对比图,2相升压配置,三种工作模式,fSW=200kHz,VIN=12V,VOUT=36V,TA=+25°C
英文中文翻译
EFFICIENCY效率
DE WITH PHASE DROP二极管仿真(有减相)
DE WITHOUT PHASE DROP二极管仿真(无减相)
LOAD CURRENT (A)负载电流
这些55V升压控制器包括用于避免这一反向导电损失的可选电路,方法是通过使同步FET模拟真实二极管的电流阻拦行为。这种智能二极管操作称为二极管仿真模式(DEM),所起的作用是当电路感测到电感电流开始向错误方向流动时关断同步FET。如果控制器进入二极管仿真模式且负载仍然在减小,那么控制器将进入脉冲省略模式,以减少开关周期的数量,从而提高其在输出上发生非常轻负载时的效率。
虽然DEM能够提高轻负载条件下的效率,但由于不断变化的开关特征,它也会带来一些电磁干扰挑战。为避免电磁干扰问题,通常的理想做法是保持连续导电模式(CCM)操作。当然,这样就会牺牲由二极管仿真带来的效率提升,如图1所示。然而,在诸如音频放大器等应用中,实现轻负载效率提升的一种替代方法是,让放大器电源利用包络跟踪功能来跟踪输入的要求。
强制PWM工作模式
许多电源系统应用要求转换器的开关频率保持恒定,以尽量减小出现干扰的可能性。由于这一要求,ISL78227和ISL78229还可在PWM模式(无脉冲省略)下工作。但在强制PWM模式下,可能会引起反向电流流动的情况,例如启动时进入预偏置输出状态,或输出电压上升到高于预期电压时。在典型系统中,没有办法来限制反向电流,这会损坏同步FET。ISL78227和 ISL78229通过提供反向电流限制功能来解决这个问题。限制负电流可减少输出电压瞬变,并提高系统可靠性。因此,设计工程师能够将升压控制器配置为强制PWM模式,而不必担心反向电流失去控制。
通过切相(Phase Shedding)功能提高轻负载效率
ISL78227/29 同步升压控制器支持2相升压操作,我们可将两款器件连接起来,实现四相操作(参见图2)。在重负载条件下,主要系统损耗是由于导电损耗和开关损耗,但在轻负载条件下,开关损耗开始成为主要损耗因素。为提高效率,可同时配置这两款控制器,来对系统电流大小进行监测。如果负载下降到低于某一阈值,则控制器会减掉一个相,这可减小轻负载条件下的开关损耗。相屏蔽过程在15个开关周期内完成,以防出现负载瞬变。如果负载随后增加到高于阈值,则立即增加一个相,来管理增加的负载。