使用多相降壓轉換器的好處

引言

對于電流在 25 A 左右的低壓轉換器應用而言，單相降壓控制器非常有效。若電流再大的話，功耗和效率就開始出現問題。一種較好的方法是使用多相降壓控制器。本文將簡單比較，使用多相降壓轉換器和單相轉換器的好處，并說明電路實現時一個多相降壓轉換器能夠提供什么樣的值。

圖 1 顯示了一款二相電路。由該電路的波形（圖 2 所示）可以清楚地看到各相互相交錯。這種交錯可減少輸入和輸出紋波電流。另外，它還減少了印刷電路板或者某個特定組件上的熱點。實際上，二相降壓轉換器讓 FET 和電感的 RMS-電流功耗降低了一半。相交錯還可以降低傳導損耗。

圖 1 二相降壓轉換器

圖 2 相 1 和 2 的節點波形

輸出濾波器考慮

由于每個相位的功率級電流更低，多相實現的輸出濾波器要求也隨之降低。對于一款 40-A 二相解決方案來說，向每個電感提供的平均電流僅為 20A。相比 40-A 單相方法，由于平均電流和飽和電流更低，電感和電感器體積都大大減小。

輸出濾波器級中的紋波電流抵消可帶來比單相轉換器更低的輸出電容器紋波電壓。這就是多相轉換器為什么是首選的原因。方程式 1 和方程式 2 計算出了每個電感中所抵消的紋波電流百分比。
m = D x Phases （1）

其中，D 為占空比，IRip_norm 為標準化的紋波電流，其為 D 的函數，而 mp 為m 的整數。圖 3 為這些方程式的曲線圖。例如，20% 占空比 (D) 時使用 2 個相，可降低 25% 紋波電流。電容器必須承受的紋波電壓大小，可通過紋波電流乘以電容器的等效串聯電阻計算得到。很明顯，最大電流和電壓要求都降低了。