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教你DC/DC轉(zhuǎn)換器讓您的電力更持久

時間:2011-11-10 18:09:45來源:原創(chuàng) 作者:admin 點(diǎn)擊:

您是否曾遇到過這樣的,非常渴望打最后一個電話,但又知道手機(jī)電池會在呼叫期間隨時斷電?當(dāng)您電池的最后一焦耳電能被耗盡時,功耗和效率就將真正呈現(xiàn)出新含義。以一款典型的手機(jī)為例,即使沒有用手機(jī)打電話,LCD屏幕亮起、顯示時間及正在使用的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商等任務(wù)也會消耗電力。   <<版權(quán)聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》


它是一款更高級的手機(jī),還可以播放您喜愛的MP3音樂或?yàn)g覽視頻數(shù)據(jù)。不過,每為手機(jī)一種功能,上也了電池的負(fù)擔(dān)。對于大多數(shù)手機(jī)設(shè)計(jì)者,能否延長電力的使用時間是您的手機(jī)在下次充電前持續(xù)多久的關(guān)鍵。這意味著電力在各種功能模塊間小心謹(jǐn)慎地保護(hù)和預(yù)算,以最大限度地延長電池壽命和使用。   <<版權(quán)聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》



  要實(shí)現(xiàn)真正的效率,并不僅僅意味著DC-DC轉(zhuǎn)換器在負(fù)載指定的某個操作點(diǎn)可以獲得多高的效率,而是在DC-DC轉(zhuǎn)換器整個載荷范圍內(nèi)這種高效率維持多久。,大部分DC-DC轉(zhuǎn)換器都指定可以達(dá)到的最大效率數(shù)字,而且人們也通過選擇一個非常大的數(shù)字(如95%),毫不猶豫地選擇一個合適的轉(zhuǎn)換器。然而,要真正地充分效率,還把轉(zhuǎn)換器的曲柄轉(zhuǎn)到可以實(shí)現(xiàn)最大功率轉(zhuǎn)換的操作點(diǎn)上。未轉(zhuǎn)到點(diǎn),就不能達(dá)到95%的效率。而且問題,根據(jù)所應(yīng)用的載荷,有時甚至達(dá)不到60%的效率。   <<版權(quán)聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》



  圖1顯示在A點(diǎn)可達(dá)到95%的效率,在B點(diǎn)卻只能達(dá)到60%甚至更低的效率。對于便攜式消費(fèi)產(chǎn)品,操作點(diǎn)或負(fù)載標(biāo)尺上的這種差異將非常重要,大部分這些電子器件都有多種功能(如播放音樂、拍照或撥打電話),每種功能都要求一個不同的操作點(diǎn)或不同的DC-DC調(diào)節(jié)器有效負(fù)載。對于那些用戶未調(diào)用的功能,DC-DC源的功率負(fù)載會非常輕,95%的效率將會銳減為50%甚至更低,是在圖1中的B點(diǎn)。   <<版權(quán)聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》


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圖1 典型效率曲線   <<版權(quán)聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》



  以智能手機(jī)為例,在智能手機(jī)中,為AP(應(yīng)用器)IO或核心電壓供電的DC-DC轉(zhuǎn)換器將在多長時間內(nèi)把電池內(nèi)的電力耗盡,這點(diǎn)非常重要。假設(shè)您的手機(jī)電池在正常使用時(即主要是撥打語音電話)可持續(xù)供電最多2~3天。在這段時間(48~72小時),通常只有一小部分電力用于娛樂活動,如照片的拍攝和瀏覽MP3音樂的播放。它意味著在剩余時間,手機(jī)不AP完成太多任務(wù);只是在AP處于待機(jī)或休眠模式中用來刷新DDR存儲器。AP經(jīng)常處于這些模式中,它帶給轉(zhuǎn)換器的負(fù)載將在標(biāo)尺的輕負(fù)載一端,即B點(diǎn)。這表示,AP調(diào)節(jié)器的功率將永遠(yuǎn)以50%甚至更低的功效運(yùn)行,使它成為電池的一個最大消耗源。可見,僅選擇一個具有高效率規(guī)范的DC-DC調(diào)節(jié)器是不夠的。還確保調(diào)節(jié)器在整個負(fù)載范圍內(nèi)都能提供高效率,尤其在輕負(fù)載和滿負(fù)載時。   <<版權(quán)聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》



  針對這一問題,創(chuàng)新的方案。以飛思卡爾推出的一種全新的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器為例,它可在輕負(fù)載時提供高效率。MC34726/7系列是同步降壓轉(zhuǎn)換器,可以提供高達(dá)300mA或600mA的電流,實(shí)現(xiàn)90%的高效率。轉(zhuǎn)換器的效率如圖2,它可以在整個負(fù)載范圍維持高效率,在接近最高負(fù)載時達(dá)到頂峰。對于輕負(fù)載(B點(diǎn)),效率也能維持在80%。該器件專用的可調(diào)節(jié)Z因子模式(Z-Mode)切換架構(gòu),實(shí)現(xiàn)了PWM和PFM間平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換,而不會犧牲瞬態(tài)響應(yīng)、偏壓電流或效率。,Z-Mode架構(gòu)極大地提高了負(fù)載電流轉(zhuǎn)換期間的性能,在提供更好的瞬態(tài)響應(yīng)的,仍在“休眠”Z-Mode中維持輕負(fù)載65μA的低偏壓電流。   <<版權(quán)聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》


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圖2 提高輕載荷時的效率   <<版權(quán)聲明:本文由容源電子網(wǎng)(www_dziuu_com)整理提供,部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》



  該器件接受2.7~5.5V的輸入電壓范圍,并在300mA/600mA的持續(xù)負(fù)載電流中提供0.8~3.3V的輸出電壓。此外,其2MHz或4MHz的高交換頻率也使得它非常適合空間受限的便攜式器件,如手機(jī)、PDA、DSC、PND、GPS、PMP和其他便攜式儀器。圖3顯示的是該器件的一個典型應(yīng)用。
溫馨提示:將鼠標(biāo)指針放在圖片上,滾動鼠標(biāo)可以動態(tài)改變圖片大小,方便分析電路圖
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