开关稳压器的效率与输入电源轨的大小没什么关系

  仪器信息网 ·  2012-10-19 17:23  ·  50838 次点击
对于挑选高速数据转换器的设计者而言,功耗是最重要的系统设计参数。无论是需要较长电池寿命的便携设计,还是消耗热能较少的小型产品,功耗都很关键。系统设计者过去都采用低噪声的线性稳压器为数据转换器供电,如低压差稳压器,而不是开关稳压器,原因是他们担心开关噪声会进入转换器的输出频谱,从而大大降低AC性能。
不过,较新一代经过噪声优化的开关稳压器(用于手机)可最大限度地减少与相邻低噪声与功率放大器之间的干扰,从而使应用发生了一种转变。它们能够直接从一个DC/DC转换器为高速数据转换器供电,而不会显着降低AC性能。这一设计可立即将功率效率提高20%~25%.
现代高速转换器可较前代减少大约50%的功耗,部分原因是将电源电压从3.3V降低到了1.8V.在一个采用低压差稳压器的设计中,随着电源轨的下降,稳压器的压差以及可用电源轨对功率效率就变得更为重要。电路板的数据部分通常有很多电压轨,为FPGA和处理器提供各种核心与I/O电压。而在模拟部分,可能只有少数“干净”的电压供选择,如3.3V和5V.
对一个高速数据转换器来说,可以用一只线性稳压器,从一个公共5V电压轨获得3.3V电压。这样,低压差稳压器上有1.7V的压降,相当于约35%的功率损失。当采用低压差稳压器(如ADS4149),从3.3V总线上为一只ADC提供1.8V电源时(参考文献1),线性稳压器上的功率损耗增加到大约45%,这意味着低压差稳压器几乎耗散了一半的功率。本例说明低效率的电源设计可轻易损失掉50%的功率。开关稳压器的效率与输入电源轨的大小没什么关系,因此,能节省相当大的功率。通过精心设计,可以将对AC性能的影响降低到最低程度。

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