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        Dostal的設計:以安靜的方式實現降壓-升壓電壓轉換

        —— 將降壓-升壓拓撲和 Silent Switcher 技術相結合,可在最高的功率轉換效率下實現極低的 EMI。
        作者: 時間:2025-04-30 來源:ED 收藏

        在許多應用中,電壓需要向上和向下轉換。例如,如果輸入電壓范圍為 6 至 24 V,則會產生 12 V。經典的寬范圍電源必須能夠進行此類

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/202504/470045.htm

        不同的架構能夠向上和向下進行。這些是基于變壓器的拓撲,例如反激式穩壓器、單端初級電感器轉換器 (SEPIC) 拓撲和 4 開關拓撲。

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        圖1 4 開關 Buck-Boost

        4 開關 buck-boost 是一種非常優雅的架構。這里需要四個開關,但只需要一個電感。圖 1 顯示了電路拓撲。

        ADI 公司4-switch buck-boost voltage conversion architecture1. 4 開關電壓轉換架構。

        線圈始終由四個開關控制,導致降壓開關穩壓器向下轉換或升壓開關穩壓器向上轉換。轉換效率高,這種電路的應用非常簡單。

        的設計:設計創意視頻系列

        Analog Devices 的 Frederik 展示了有關電源和模擬技巧的 Ideas for Design 視頻系列。

        開關模式轉換器以一定的開關頻率工作,并在電壓轉換器的內部走線上產生脈沖電流。當輸入電壓高于所需輸出電壓時,它們位于降壓模式的輸入側,當輸入電壓低于所需輸出電壓時,它們位于升壓模式的輸出側。這些脈沖電流會產生脈沖磁場,從而產生電磁干擾 (EMI)。

        實施 Silent Switcher 技術

        Silent Switcher 技術可用于設計具有非常好的電磁兼容性 (EMC) 性能的開關模式電源轉換器。這種技術將脈沖電流分成兩條導電路徑,每條路徑都具有高度對稱性。這將脈沖電流的振幅減半,對稱性在很大程度上抵消了產生的磁場。

        圖 2 說明了該技術在降壓-升壓控制器中的應用。紅色表示脈沖電流的路徑,其磁場通過對稱排列相互抵消。

        Magnetic fields are canceled out of the pulsed current paths using Silent Switcher tech

        圖2. 在此版本的 Silent Switcher 技術中,磁場被抵消出脈沖電流路徑。

        圖 2 顯示了 8 個開關晶體管。基于 Silent Switcher 技術的降壓-升壓電路只需要四個開關,就像傳統的降壓-升壓拓撲一樣。圖 2 中的附加開關是為了識別對稱脈沖電流路徑。

        通過將降壓-升壓穩壓器和 Silent Switcher 技術相結合,現在可以開發具有非常好的 EMC 性能的組合式上變頻器和下變頻器。為了實現最佳 EMC 性能,有一些帶有集成去耦電容的穩壓器,稱為 Silent Switcher 2 穩壓器。

        圖 2 中的這些電容器已經與集成電路一起集成到 LT8350S 等器件中。這減少了脈沖電流路徑中的寄生效應,因此與帶有外部去耦電容器的器件相比,這進一步降低了輻射發射。LT8350 是一款具有外部耦合電容器的器件。

        圖 3 顯示了一個帶有 LT8350S 降壓-升壓開關穩壓器的電路。該器件可承載高達 6A 的開關電流,輸入電壓范圍為 3V 至 40V。為了進一步降低產生的 EMI,您可以使用擴頻頻率調制 (SSFM)。圖中的電路說明了具有外部電路的 LTspice 仿真模型。

        3. 本電路采用 Silent Switcher 升降壓電調,LT8350S集成度高。

        Buck-Boost 開關穩壓器適用于必須上下轉換電壓的電壓轉換器電路。Analog Devices 的新型集成電路(例如 LT8350S)使開發人員能夠使用 Silent Switcher 技術執行此拓撲,以設計具有極高 EMC 的開關模式電壓轉換器。




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