 |
|
|||||
| 元件 次系統 自動控制 | ||||||
|
最新動態
|
產業快訊
|
從圖(六)歸納切換式轉換器的基本特性： （1）利用開關作功率調節，額外的功率損失小，效率高。 （2）電感器與電容器無法存在於積體電路晶片中，故需要較多的外部元件。 （3）受到電感器與電容器的影響，令迴授控制器即時動作仍無法避免系統反應延遲。 （4）開關切換對電路具有較大的高頻干擾(EMI)，除了輸出端電壓雜訊較大外，迴授控制也具有高複雜度。 為突顯兩種電源轉換器的差異，選擇了條件類似的兩個電源轉換晶片作比較，分別是G966線性穩壓晶片與G5626切換式轉換晶片，應用電路如圖(七)與圖(八)
（註1：G966 ADJ接腳接地時為預設輸出電壓1.2v，且能以R2、R3分壓電阻調整輸出電壓。） 效率上的比較 從圖(九)能明顯看到線性穩壓器在高轉壓比(輸入電壓與輸出電壓的差距)的應用非常不理想，5v電源供應1.2v 0.8A負載，其中約有3W消耗在電阻調節器上，除了效率差之外還造成晶片發熱，一般線性穩壓器為防止晶片過熱燒毀會有熱保護機制(Thermal Shutdown)，這時G966因過熱保護而無法提供0.8A以上的負載電流，需要更積極的方式散熱，如風扇；反觀切換式轉換器效率就高出許多，因為開關的損耗遠比線性穩壓器小得多。 如圖(十)，降低轉壓比就有不同的結果，負載電流100mA以下的線性穩壓器效率比切換式轉換器要高得多，因為G5626採用固定頻率的脈波寬度調變(PWM)機制，輕載時的開關損耗會變得可觀；為避免輕載時的開關損耗過大，某些控制晶片會加入脈波頻率調變(PFM)機制，以提升輕載時的效率。 （註2：5v轉4.7v的測試中，線性穩壓器與切換式轉換器使用相同的迴授分壓電阻，R2=87kΩ、R3=18kΩ。）
溫度上的比較 由熱像圖來看，線性穩壓器的溫度都比切換式轉換器要高，因此散熱問題對線性穩壓器而言格外重要，SOP8封裝的G966就具有外露焊墊(exposed pad)供散熱。由於晶片的外露焊墊通常與地平面(ground plane)相連，熱量會經由印刷電路板(PCB)向四周擴散，因此線性穩壓器四周的元件容易受溫度影響，電路佈局時須特別留意熱敏感元件。 （註3：熱像圖內之數字為晶片表面攝氏溫度。）
反應速度與輸出電壓雜訊的比較
圖(十五)與圖(十六)是在5v轉2.5v的環境下測得(輸出電容器同為22uF)，因切換式轉換器應用電路上的輸出電感器與電容器會降低系統反應速度，故線性穩壓器的系統反應會比較快。另外也可約略的看出輸出電壓的漣波雜訊(ripple noise)，切換式轉換器的雜訊比線性穩壓器要大。 價格與空間上的比較
|
從圖(十七)與圖(十八)來看，為提供線性穩壓器良好的散熱，印刷電路板必須規劃足夠的銅箔面積(若為多層印刷電路板，則為散熱所佔用的面積將大幅縮小)，而切換式轉換器雖沒有散熱考量，但外部元件數量多，比較佔空間。
價格上無疑的切換式轉換器比較昂貴，不論是晶片本身或是被動元件的成本都比線性穩壓器要高，而較多的外部元件還容易因零件故障導致電路異常，若連測試、維修成本也計算在內，則使用切換式轉換器的花費遠比線性穩壓器昂貴。
結論
將以上比較作整理得到底下結論：
（1）高轉壓比 > 切換式轉換器
（2）低轉壓比 > 經常性滿載 > 切換式轉換器
經常性輕載 > 線性穩壓器
（3）低輸出雜訊 > 高轉壓比 > 經常性滿載 > 切換式轉換器
經常性輕載 > 線性穩壓器
低轉壓比 > 線性穩壓器
（4）空間受限 > 高轉壓比 > 切換式轉換器
低轉壓比 > 線性穩壓器
（5）無適當散熱 > 切換式轉換器
|
||||||||||
|
|
|
| comments powered by Disqus | |
|
|
|
|
 |
||||||||||||
|
||||||||||||
|
|
相關时事单元
相關产业类别
相關关键字
相關网站单元