低電壓大電流變換器電路技術(shù)
隨著近年來半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進步,LSI的高速化和高密度化成為了有關(guān)廠商和研究機構(gòu)競相追逐的目標(biāo),致使LSI的驅(qū)動電壓呈現(xiàn)出低壓化的走勢,而這又和降低與CMOS柵極電容器的充放電有關(guān)的電功率損耗等節(jié)能技術(shù)密切相關(guān),因而進一步加快了微處理器工作電壓的低壓化。
另一方面,隨著LSI中包容功能的增加（亦即人們對多功能化要求的日益增強）,LSI的消耗電流有增大的趨勢。這就向為LSI提供驅(qū)動功率的電源裝置提出了在低電壓條件下提供大電流的高效化課題。
另外,在微處理器方面,為了達到節(jié)能的目的,需要根據(jù)使用狀況的變化對消耗電流進行急劇的改變。而且,還要求由此引起的電壓波動非常小。目前,圍繞能夠滿足以上種種要求的開關(guān)電源裝置的開發(fā),人們開展了大量的研究工作。本文將簡要介紹幾種主要的低電壓大電流變換器電路技術(shù)。
一、 抽頭電感器（TapInductor）方式的變換器
在使用作為低電壓大電流變換器的傳統(tǒng)降壓型變換器的場合,當(dāng)輸入電壓為12V、輸出電壓為1V時,根據(jù)輸入輸出電壓的關(guān)系所得出的占空因數(shù)D（Duty Ratio）是一個非常小的數(shù)值（0.08）。這就是說,當(dāng)采用以往的降壓型變換器來實現(xiàn)1V的低電壓輸出時,開關(guān)的導(dǎo)通時間會變得很短,且在這一短時間內(nèi)將流過大振幅的峰值電流,導(dǎo)致?lián)p耗增加,想保持高效率變得十分困難。另外,開關(guān)的應(yīng)力也會變大。
因此,人們開始考慮利用線圈匝數(shù)比（而不僅限于占空因數(shù)）來調(diào)整輸入輸出電壓比。這就是抽頭電感器方式的降壓型變換器（圖1）,它用抽頭電感器替代了降壓型變換器的能量存儲用電感器。其實,這種電路結(jié)構(gòu)早在1966年就有人提出來了,曾在其他應(yīng)用中受到過關(guān)注。近來,由于需要進行低電壓輸出的緣故,該電路技術(shù)再次引起人們的重視。
該抽頭電感器方式的降壓型變換器具有以下特點：
（1）與以往的降壓型變換器相比,它能夠以較大的占空因數(shù)來實現(xiàn)低電壓輸出。
（2）一個抽頭電感器能夠起到輸出濾波器和電壓變換兩個作用。
（3）在以往的降壓型變換器中,由于輸入電壓直接加在同步整流開關(guān)上,因此必需采用耐壓較高的開關(guān);而采用抽頭電感器方式的降壓型變換器時,加在同步整流開關(guān)上的電壓是與輸出電壓相近的低電壓,所以可使用低耐壓、低接通電阻的MOSFET。
