K課堂丨幾招實現(xiàn)電源設(shè)計小型化

小型化一直是電子行業(yè)的一個熱點，對電源尤其重要。電源的質(zhì)量通常以單位體積的功率來衡量。本文討論了一些有助于實現(xiàn)小型化電源設(shè)計的注意事項。

盡量減少外部元件數(shù)量

電源通常由至少一個半導體和若干無源元件組成。將元件數(shù)量減少，是縮小整個電源尺寸的第一步。如果需要其他功能，則無源元件的數(shù)量就會增加，從而使整個解決方案所需的空間增加。圖1中的電路就是一個開關(guān)式降壓變換器的例子，所需無源元件的數(shù)量已降至最少。

盡量減少外部元件尺寸

為了獲得盡可能小的輸出電容器和電感器尺寸，開關(guān)穩(wěn)壓器必須具有盡可能高的開關(guān)頻率。輸出電壓的電壓紋波基本上與外部元件的值和尺寸呈線性關(guān)系。例如，如果開關(guān)頻率增加一倍，則實現(xiàn)相同輸出電壓紋波所需的電感值將減半。這樣就可以減小設(shè)計尺寸。

通過集成電感減小尺寸

減小電源電路尺寸的另一種方法是將電感器與開關(guān)穩(wěn)壓器組合起來。這種組合稱為模塊。通過集成，讓電感器放置在半導體上，從而有可能減小邊緣長度。通過將模塊中的電感器用作熱導體和散熱器，還可克服另一個小型化阻礙。將電感器適當?shù)剡B接到電源模塊內(nèi)的芯片上，可以讓半導體更好地散熱。特別是對于有著高輸出電流的小型開關(guān)穩(wěn)壓器，散熱正成為一個越來越大的問題，因為芯片的使用溫度不能超過最高允許工作溫度。