提高無線基礎設施電源效率的一些動態和技術
損失的能量會產生熱,因此必須在電路板上對其進行散熱處理,這樣便限制了緊湊型解決方案的誕生,同時也增加了延長平均無故障時間(MTBF)所需的散熱冷卻的成本。
多年以來,負載點DC/DC轉換器的最大工作頻率一直朝著1MHz以上不斷升高,以使用更小的輸出電感和電容。這樣做的后果是柵驅動和開關損耗增加,其與降低效率的開關頻率成正比。許多設計人員轉而使用更低工作頻率,約500kHz,旨在提高效率并解決最小導通時間限制問題。改進的工藝和封裝技術生產出了比前幾代產品漏-源導通電阻低25%的集成MOSFET新型單芯片和多芯片模塊。設計人員現在可以在不犧牲效率的條件下利用集成MOSFET提供的空間節省優勢。例如,TI的TPS54620使用小型3.5×3.5mm封裝通過一個12V電壓軌提供6A的電流,該封裝小于大多數要求外部MOSFET的高性能DC/DC控制器的尺寸。
如果電路板空間允許的話,則帶有外部MOSFET的DC/DC控制器可以通過更低的電阻MOSFET來提高效率。請考慮低品質因數的功率MOSFET,或者被柵極電荷倍增的導通電阻。一個最佳柵極電荷性能的MOSFET和一個傳統MOSFET之間的功率耗差隨開關頻率漸增而越來越大。例如,含NEXFETTM技術的功率MOSFET 可以提供2 – 5%效率增益,因為門極充電和導通電阻特性改善了。
傳統上而言,使用OR-ing功率二極管是組合電池備用或冗余電源來確保無線應用可靠性的一種簡單方法。而使用MOSFET代替則可提供更高的效率,因為MOSFET的壓降比二極管要低得多。例如,相比OR-ing二極管,通過使用OR-ing FET控制器,一個12V、5A的應用可節省多達5W的功耗。一個12V、20A的應用可節省15W的功耗。TPS2410是一款全功能型OR-ing FET控制器,其可控制0.8~16.5V的電源軌。(德州儀器)
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