控制器|开关电源的MOSFET如何选择,看这篇就够了!( 三 )



图 10—低侧 FET 损耗与控制器占空比的关系 。
请注意:低侧 FET 占空比为 1-控制器占空比 , 因此低侧 FET 导通时间随控制器占空比增加而缩短
图 11 显示了我们将高侧和低侧损耗组合到一起时总效率的变化情况 。 我们可以看到 , 这种情况下 , 高占空比时组合 FET 损耗最低 , 并且效率最高 。 效率从 94.5% 升高至 96.5% 。 不幸的是 , 为了获得低输入电压 , 我们必须降低中间电压轨电源的电压 , 使其占空比增加 , 原因是它通过一个固定输入电源供电 。 因此 , 这样可能会抵消在 POL 获得的部分或者全部增益 。 另一种方法是不使用中间轨 , 而是直接从输入电源到 POL 稳压器 , 目的是降低稳压器数 。 这时 , 占空比较低 , 我们必须小心地选择 FET 。


图 11—总损耗与效率和占空比的关系
在有多个输出电压和电流要求的电源系统中 , 情况会更加复杂 。 对比不同 POL 稳压器占空比的效率、成本和体积 。 图 12 显示了一个系统 , 其输入电压为 28V , 共有 8 个负载 , 4 个不同电压 , 范围为 3.3V 到 1.25V 。 共有 3 种对比方法:1)无中间轨 , 直接通过输入电源提供 28V 电压 , 以实现 POL 稳压器的低占空比;2)使用 12V 中间轨 , POL稳压器中等占空比;
3)使用 5V 中间轨 , 高 POL 稳压器占空比 。 图 13 和表 1 显示了对比结果 。 这种情况下 , 无中间轨电源的构架实现了最低成本 , 12V中间轨电压的构架获得了最高效率 , 而 5V 中间轨电压构架则实现了最小体积 。
因此 , 我们可以看到 , 对于这种大型系统而言 , 单POL电源情况下我们所看到的这些参数均没有明显的趋向 。 这是因为 , 使用多个稳压器时 , 除中间轨稳压器本身以外 , 每个稳压器都有其不同的负载电流和电压要求 , 而这些需求可能会相互冲突 。 研究这种情况的最佳方法是使用如 WEBENCH 电源设计师等工具 , 对不同的选项进行评估

图 12—表明输入、中间轨、负载点 (POL) 电源和负载的电源系统 。
中间轨电压的不同选择为 28V(直接使用输入电源)、12V 和 5V 。 这会带来不同的 POL 稳压器占空比 。

【控制器|开关电源的MOSFET如何选择,看这篇就够了!】图 13 电源设计曲线图 , 其表明中间轨电压对电源系统效率、体积和成本的影响 。