滿足復(fù)雜DC-DC功率轉(zhuǎn)換要求
許多工業(yè)系統(tǒng)，如測(cè)試測(cè)量設(shè)備，都需要嵌入式DC-DC轉(zhuǎn)換器，是因?yàn)檫@些應(yīng)用所需的計(jì)算能力日益增加。這種計(jì)算能力由DSP、FPGA、數(shù)字ASIC和微控制器提供，而得益于工藝幾何尺寸的日益縮小，該類器件在不斷的進(jìn)步。另一方面，這也帶來了三大要求：第一，電源電壓越來越低（當(dāng)然，還有容許的電壓紋波和負(fù)載變化）；其次，電源電流逐漸變大；第三，這些IC通常需要為內(nèi)核和I/O結(jié)構(gòu)以準(zhǔn)確的順序提供單獨(dú)的電壓，以避免閂鎖現(xiàn)象的發(fā)生。
嵌入式DC-DC轉(zhuǎn)換器必須具有出色的效率。這類轉(zhuǎn)換器的可用空間很小，對(duì)于熱設(shè)計(jì)尤其具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)榍度胧睫D(zhuǎn)換器主要依賴PCB上元件周圍的銅面積來改善系統(tǒng)熱阻抗。由于功耗與電流的平方成正比，隨著負(fù)載電流的增加，這種情形會(huì)更加惡化。因此這時(shí)需要低導(dǎo)通阻抗RDSON、低開關(guān)損耗的電源開關(guān)。不過鑒于器件的導(dǎo)通阻抗RDSON越低，寄生電容乃至開關(guān)損耗就越高，最終功耗也越高，故必需進(jìn)行一定的權(quán)衡取舍。嵌入式DC-DC轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)主要要求是EMI必需低。這些轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的噪聲會(huì)對(duì)周圍的電路造成干擾，因而必須盡可能地小。不過，高速（以降低開關(guān)損耗）轉(zhuǎn)換大電流（若負(fù)載所需）不可避免地會(huì)產(chǎn)生很大的開關(guān)噪聲，包括傳導(dǎo)噪聲和輻射噪聲（主要是磁場(chǎng)）。因此，必需特別關(guān)注功率級(jí)元件選擇和布局的優(yōu)化，尤其是在驅(qū)動(dòng)器連接方面。此外，PWM控制拓?fù)湟灿幸欢ㄓ绊憽?/span>
一個(gè)應(yīng)用建議是把DC-DC轉(zhuǎn)換器盡可能靠近負(fù)載放置。這樣做可以把EMI降至最低、減小寬的大電流線跡所占用的板空間，并改進(jìn)轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)特性。“分布式”功率管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，在這種系統(tǒng)中，所有轉(zhuǎn)換器都理想地彼此相連。對(duì)于強(qiáng)迫空氣對(duì)流式的系統(tǒng)，元件布局時(shí)需注意的是，不要把轉(zhuǎn)換器放在其它更大尺寸元件的“風(fēng)陰影”里。建議把控制器置于MOSFET的上游，這樣不會(huì)增加多少功耗，而在較低外殼溫度下工作更可靠。
現(xiàn)代嵌入式DC-DC轉(zhuǎn)換器受益于眾多不同的技術(shù)方案，能夠提高系統(tǒng)性能和可靠性，并降低成本。在獨(dú)立式轉(zhuǎn)換器或互連數(shù)字轉(zhuǎn)換器之間的控制端上，以及在集成式或分立式解決方案之間的功率級(jí)端上的相倚關(guān)系顯示出，可以對(duì)工作在網(wǎng)絡(luò)中的DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行優(yōu)化，并獲得最低功耗。