회사 블로그 리사이클 TI DC/DC 스위칭 조절기:DC/DC 컨트롤러,DC/DC 변환기

리사이클 TI DC/DC 스위칭 조절기:DC/DC 컨트롤러,DC/DC 변환기

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I. DC/DC 스위치 조절기의 기본 원칙에 대한 개요

DC/DC 스위치 조절기는 스위치 전원 공급 기술에 기반합니다. 전원 스위치 장치의 전도 및 차단을 제어함으로써,인덕터 및 콘덴서와 같은 에너지 저장 부품과 함께, 그들은 입력 DC 전압을 출력 DC 전압으로 변환합니다. 선형 조절기와 비교하면 변환 효율은 80% 이상, 심지어 95%를 초과 할 수 있습니다.효율적으로 전력 소비 및 열 분산 요구 사항을 줄이는 것그들은 높은 전류와 넓은 입력 및 출력 전압 범위를 포함하는 응용 프로그램에 적합합니다.

TI의 DC/DC 스위칭 조절기는 버크, 부스트, 버크-부스트 및 역전형 토폴로지를 포함하여 다양한 토폴로지를 지원합니다.다양한 전압 변환 요구 사항을 충족하는 벅 토폴로지는 출력 전압이 입력 전압보다 낮은 시나리오에 적합합니다., 부스트 토폴로지는 출력 전압이 입력 전압보다 높은 시나리오에 적합합니다.버크 부스트와 인버팅 토폴로지는 입력 전압이, 출력 전압과 같거나 그보다 낮으며, 저전력 휴대용 장치에서 고전력 산업 장비에 이르기까지 모든 응용 프로그램을 포함합니다.

II. TI DC/DC 컨트롤러: 고전력 애플리케이션에 대한 유연한 설계

1기본 정의 및 운영 원칙

DC/DC 컨트롤러는 전력 관리 칩으로 제어 신호만 제공하며 전력 전환 장치를 통합하지 않으며 전력 MOSFET, 인덕터,콘덴서 및 다이오드, 완전한 DC/DC 스위치 조절 회로를 형성하기 위해그것의 핵심 기능은 내부 PWM (펄스 너비 변조) 또는 PFM (펄스 주파수 변조) 컨트롤러를 사용하여 출력 전압과 기준 전압 사이의 차이를 감지하는 것입니다.,출력 펄스의 작업 주기와 주파수를 조절하고, 이를 통해 외부 전원 스위치 장치의 전도 시간을 제어하여 출력 전압의 안정적인 조절을 달성합니다.

TI의 DC/DC 컨트롤러는 전압 모드, 전류 모드 및 히스테레시 모드 등 광범위한 제어 모드를 제공합니다.현재 모드 컨트롤은 더 빠른 반응 시간 때문에 주류 선택이되었습니다., 더 나은 부하 조절 및 간섭에 대한 우수한 면역. 일부 고급 컨트롤러는 또한 적응적 시간 제어 및 가벼운 부하 에너지 절약 모드를 지원합니다.가벼운 부하 조건에서 자동으로 스위치 주파수를 줄여 비활동 전력 소비를 최소화하고 전반적인 효율성을 향상시킵니다..

2주요 장점 및 제품 특징

TI의 DC/DC 컨트롤러의 주요 장점은 높은 설계 유연성,전력 MOSFET 및 인덕터와 같은 주변 부품의 사양을 실제 응용 요구 사항에 따라 자유롭게 선택할 수 있도록이것은 회로의 전력 밀도와 열 성능을 최적화하면서 고전압, 고전류 애플리케이션을 수용 할 수 있습니다. 특성은 다음과 같습니다.

- 넓은 입력 및 출력 전압 범위: 여러 TI 컨트롤러는 자동차 수준의 컨트롤러 LM5148-Q1 및 LM5149-Q1와 같은 고전압 입력을 지원합니다.4에서 확장되는 입력 전압 범위로.5V~80V. 이들은 24V 및 48V 산업 및 자동차 시스템에서 전압 변동을 수용할 수 있습니다.또한 다양한 부하의 전압 요구 사항을 충족하기 위해 유연한 출력 전압 조정 지원.

- 높은 전력 적응력: 외부 전력 전환 장치가 사용됨에 따라 전력 요구 사항에 따라 다른 사양의 MOSFET가 선택 될 수 있습니다.몇 암페르에서 수십 암페르까지의 출력 전류를 가능하게 하는이것은 산업용 모터 드라이브, 새로운 에너지 차량의 탑재 충전기 및 서버 전원 공급 장치와 같은 고 전력 애플리케이션에 적합합니다.

- 포괄적 인 보호 기능: 여러 가지 보호 메커니즘이 통합되어 있으며, 과전압 보호 (OVP), 과전압 차단 (UVLO),과전류 보호 (OCP) 및 과온 보호 (OTP)일부 제품은 또한 사이클별로 전류 제한 및 부드러운 시작 기능을 지원하여 회로 시작 중에 부류가 구성 요소를 손상시키는 것을 방지하고 시스템 신뢰성을 향상시킵니다.

- 고도로 통합된 제어 모듈: 오류 증폭기, 참조 전압 소스, 오시레이터 및 PWM 비교 장치와 같은 핵심 모듈이 내부에 통합되어 있습니다.외부 부품의 수를 줄이고 회로 설계를 단순화동시 교정 제어 지원은 변환 효율성을 더욱 향상시킵니다.

3전형적인 제품 및 응용 시나리오

TI의 DC/DC 컨트롤러 제품군은 소비자, 산업 및 자동차 애플리케이션을 포함한 여러 분야를 포괄합니다. 대표적인 제품 및 애플리케이션은 다음과 같습니다.

산업용 컨트롤러: LM5146-Q1은 4.5V에서 65V의 입력 전압 범위와 30A까지 출력 전류를 지원하는 넓은 입력 전압, 동기 벅 컨트롤러입니다.그것은 적응성 정시 제어 및 가벼운 부하 에너지 절약 모드를 갖추고 있습니다, 산업 자동화 장비, 산업 전원 공급 장치 및 통신 기지 스테이션 전원 공급 장치와 같은 응용 프로그램에 적합합니다.

자동차 수준의 컨트롤러: LM5148-Q1은 자동차 시스템에 특별히 설계되었으며 AEC-Q100 인증을 받았습니다. 입력 전압 범위는 4.5V에서 80V입니다.동시 버크 토폴로지를 지원합니다., 간섭에 대한 높은 면역과 넓은 작동 온도 범위 (-40 °C ~ 125 °C) 를 갖추고 있으며, 신에너지 차량 및 상업용 차량의 차량용 전자 시스템에 적합합니다.차량 내 엔터테인먼트 시스템 및 배터리 관리 시스템 (BMS).

소비자 수준의 컨트롤러: TPS40057는 4.5V에서 28V의 입력 전압 범위와 15A의 지원 출력 전류를 가진 동기 버크 컨트롤러입니다.프로그램 가능한 부드러운 시작과 전류 제한 기능이 있습니다, 노트북, 모니터 및 스마트 홈 장치와 같은 소비자 전자 애플리케이션에 적합합니다.

III. TI DC/DC 변환기: 개발 과정을 단순화하기 위한 통합 설계

1기본 정의 및 운영 원칙

DC/DC 변환기 (DC/DC converter), 스위치 조절기 또는 전원 모듈로도 알려져 있으며, 전원 스위치, 컨트롤러,인덕터 (일부 제품) 및 다이오드전압 조절 회로를 형성하기 위해 콘덴시터와 저항과 같은 외부 구성 요소가 소수 밖에 필요하지 않습니다.그들의 작동 원리는 컨트롤러와 일치합니다., 둘 다 전압 조절을 위해 PWM/PFM 제어기를 사용합니다. 그러나 전원 스위치를 통합하기 때문에 추가 전력 단계 회로를 설계할 필요가 없습니다.더 간단한 개발 과정으로 이어집니다..

통합 수준에 따라 TI DC/DC 변환기는 분리되지 않은 유형과 분리 된 유형으로 분류 할 수 있습니다.고립되지 않은 변환기 (박과 부스트 변환기) 는 간단한 구조를 가지고 있습니다., 콤팩트 크기와 높은 효율성으로 전기 단열이 필요하지 않은 애플리케이션에 적합합니다.트랜스포머를 통해 입출력 격리의료 장비 및 산업용 고전압 장비와 같은 전기 격리를 필요로 하는 애플리케이션에 적합하도록 하여 안전성을 향상시킵니다.

2주요 장점 및 제품 특징

TI의 DC/DC 변환기의 주요 장점은 높은 수준의 통합, 개발 용이성 및 컴팩트 크기,이는 제품 개발 주기를 효과적으로 단축하고 회로 설계의 복잡성을 줄일 수 있습니다., 크기와 개발 효율성에 대한 엄격한 요구 사항의 애플리케이션에 적합합니다.

- 높은 통합은 설계를 단순화합니다. 전원 스위치, 컨트롤러 및 드라이버 회로는 내부에 통합되어 있습니다.TI의 모듈 변환기는 조절된 출력을 달성하기 위해 외부 입력 및 출력 콘덴서만 필요합니다., PCB 발자국을 크게 줄이고 설계 복잡성을 줄입니다.

- 플러그 앤 플레이, 효율적인 개발: 엔지니어는 전원 스위치 선택이나 드라이버 회로 설계와 같은 문제에 관심을 가질 필요가 없습니다.회로 레이아웃을 빠르게 완료하고 개발 주기를 단축 할 수 있도록이것은 특히 빠른 반복이 필수적인 소비자 전자제품 및 휴대용 장치의 개발에 적합합니다.

- 높은 효율과 낮은 전력 소비: 최적화된 제어 알고리즘과 결합된 첨단 전력 MOSFET 프로세스를 사용하여 변환 효율은 90% 이상에 도달 할 수 있습니다.일부 제품은 가벼운 부하 에너지 절감 모드를 지원합니다., 미크로 앰퍼 범위만큼 낮은 비상 전류로 배터리 전동 휴대용 장치에 적합하고 배터리 수명을 연장합니다.

- 다양한 패키지 옵션 및 사양: SOT, QFN 및 DFN를 포함한 소형 패키지 범위가 제공됩니다.각종 입력 및 출력 전압 및 출력 전류 사양을 지원하며 수백 밀리암프에서 수십 암프까지이것은 다른 전력 요구 사항의 시나리오에 적응 할 수 있으며 동시에 우수한 열 성능과 간섭에 대한 면역을 제공합니다.

3전형적인 제품 및 응용 시나리오

TI의 DC/DC 변환기 제품군은 저전력에서 중전력 및 고전력 애플리케이션에 이르기까지 전체 스펙트럼을 커버합니다. 대표적인 제품 및 애플리케이션은 다음과 같습니다.

저전력 휴대용 장치에 설계: TPS563201은 1.6V에서 30V의 입력 전압 범위와 조절 가능한 출력 전압을 가진 3A 동기 버크 변환기입니다.단 18μA의 비상 전류와 가벼운 부하 에너지 절감 모드를 지원합니다., 그것은 스마트 폰, 태블릿 및 웨어러블 장치와 같은 휴대용 전자 장치에 적합합니다.

산업용 중량 전력 변환기: LM25576는 42V, 3A 단계 다운 DC/DC 변환기이며 입력 전압 범위는 4.5V에서 42V입니다.그것은 통합 된 전력 MOSFET를 갖추고 초전압을 제공합니다, 저전압 및 과전류 보호, 산업 센서, 기기 및 산업 제어 모듈과 같은 애플리케이션에 적합합니다.

고전력 통합 모듈: LM70880-Q1은 AEC-Q100 인증에 따라서는 자동차급 80V, 8A 동기 버크 변환기이며, 입력 전압 범위는 4.5V에서 80V입니다.고전력 MOSFET와 최적화 된 열 관리 디자인을 통합합니다., 새로운 에너지 차량과 상업용 차량의 고속 자동차 전자 시스템, 예를 들어 탑재 충전기 및 모터 컨트롤러에 대한 보조 전원 공급 장치에 적합합니다.

격리 변환기: DCP010505BP는 4.5V에서 5.5V의 입력 전압 범위와 5V의 출력 전압으로 1W 격리 DC/DC 변환기입니다. 1.5kV 전기 격리 및 높은 안전 요구 사항이있는 응용 프로그램에 적합합니다., 의료 장비 및 산업용 고전압 격리 회로와 같은 것입니다.