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高效率低功耗车载音频电源的多相升压解决方案:AG亚博

AG亚博真人 科技 2021年05月10日
本文摘要:车载音频放大器一般用于降压转换器分解18V~28V (以上)的电池输入电压。这些100W和100W以上的高功耗应用需要大降压电感、多级输入电容器、段MOSFET和二极管。 将功率水平分割成多个区段的振幅增加了许多功率元件的失真,加速了对重低音音符等阻抗变化的呼吁,提高了系统效率。寻找需要用作两相降压转换器的脉宽调制控制器(PWM )是比较容易的。

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车载音频放大器一般用于降压转换器分解18V~28V (以上)的电池输入电压。这些100W和100W以上的高功耗应用需要大降压电感、多级输入电容器、段MOSFET和二极管。

将功率水平分割成多个区段的振幅增加了许多功率元件的失真,加速了对重低音音符等阻抗变化的呼吁,提高了系统效率。寻找需要用作两相降压转换器的脉宽调制控制器(PWM )是比较容易的。许多双通道重叠式离线控制器或推挽式控制器可以根据需要用于同相驱动两个降压MOSFET,但在四个相互解决方案中,控制器的自由选择范围更受限制幸运的是,可以对一些静电升压控制器进行很好的改造,在四相降压转换器中使用。图1示出了TI的TPS40090静电升压控制器中使用的4个相互是300W降压电源,该转换器的设计目的是处理通常不经常出现在语音应用中的500W峰值突发。

通常,在静电升压结构中,该控制器通过电感器输入电感中的平均值电流来均衡每个振幅的电力。另外,在多相降压结构中,对于电流的电感器在安装于各FET源极的电阻器上展开。静电控制器通过对每个FET均衡峰值电流,在所有降压振幅中均匀地分配电力。

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因为来自控制器的栅极驱动信号是逻辑电平,所以拒绝为每个振幅配备一个MOSFET驱动器。本设计可以使用一个双通道MOSFET驱动程序(例如UCC27324 )来增加组件的数量。通过对每个振幅产生电流限制,静电控制器可以保护控制器不受短路条件的影响。

语音被应用于具备比平均值输出低很多时间段的峰值功率的市场需求。根据这些峰值功率拒绝,需要将流量限制设定得足够低。

外部低压目标(UVLO )电路经过了另一级的维护,以避免系统在低电池电压状态下工作。电池电压下降时,降压电源试图得到尽可能多的输出电流。

这样,电池电量消耗时电池电压不会急剧下降。这种情况下,电池不会破损,最坏的情况是电池也不会发货。非常简单和低成本的UVLO电路由一个参考电路、一个双通道比较器和多个电阻组成。

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在本设计中,4个振幅都以500kHz展开变换,分别为90度实时。图2显示了所有四个振幅的漏极-源极电压波形。来自各振幅的纹波电流在输出端和输入端展开和,同时在输出端和输入端部分抵消。

这样,输出电容器和输入电容器的AC纹波电流同时增加。另外,综合纹波电流为2MHz时,振幅频率为单一振幅频率的4倍。由于较低的纹波电流和较高的频率,与单相解决方案相比,输出和输入的容量在静电解决方案中要大得多。

更高效的电源频率也允许转换器呼吁阻抗电流的变化更慢。通过将功率级划分为多个振幅,减少了各个功率组件的失真。以更低的电流和额定功率,获得了更长的点供给电感FET和二极管的自由选择范围。

与单相解决方案相比,电力损失更低,生产于当地,因此风扇管理发生了变化。驱动300W阻抗时,这种4振幅设计享受94%的效率,造成了超过20W的损耗。

即使寻找能够驱动两个以上振幅的降压控制器,也不会有一定的设计课题。TPS40090静电降压转换器的10点仅限于高功耗音频应用。


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