电源的要求不断变化并适应电气负载的发展，创新电源介绍第二部分

正在进行重要创新的第二个领域是电磁兼容性 (EMC)。这是获得电路批准的重要先决条件。开关稳压器总是会产生电磁辐射。发射是通过每个开关稳压器中的脉冲电流产生的。它们取决于开关频率和开关转换的速度。所用电源中的辐射和传导发射也可能引发电子设备中其他电路部分的功能问题。因此，减少产生的干扰非常重要。

推动创新以减少对额外过滤器的需求。具有较少干扰的开关稳压器意味着附加滤波器和屏蔽组件的成本较低。改进的开关稳压器IC因此受到用户的欢迎。

过去几年最大的创新之一是 ADI 的 Silent Switcher 概念。通过各种技巧，例如平衡对称脉冲电流和去除键合线，它显着降低了开关稳压器电路的辐射发射。该创新可与各种开关稳压器拓扑一起使用，显示了降压转换器拓扑的脉冲电流和产生的磁场。这些场分为两部分，并且由于对称排列，它们处于相反的方向并在很大程度上相互抵消。

EMC模拟

在经过认证的测试实验室进行 EMI 测量的成本很高。修改已经开发的硬件也很昂贵。因此，电压转换电路设计的另一个重要支柱是使用 ADI 的 LTpowerCAD 等工具进行 EMC 优化。在开发过程中使用能够实现 EMC 优化的仿真工具具有巨大的潜力。图 3 显示了作为 LTpowerCAD 开发环境一部分的 EMI 滤波器设计器。使用此工具，可以计算开关稳压器中的传导发射，如果干扰太高，可以设计滤波器来提供补救措施。

高开关频率和快速控制回路

电源的另一个趋势是转向非常高的开关频率。这使得低成本和节省空间的电路成为可能。较低的电感和电容值导致在电源输出端具有相同电压纹波的更便宜的电感器和电容器。LTC3311就是这种现代开关稳压器 IC 的一个例子。它是 ADI Silent Switcher 平台的降压开关稳压器。除了上述高开关频率的优点(在LTC33xx系列开关稳压器中可扩展到 10MHz)之外，还存在实现非常快速的控制环路的可能性。

快速控制回路意味着输出电压仅显示很小的电压偏差，即使在动态负载变化的情况下也是如此。FPGA 尤其要求电源电压不超出窄调节范围，即使在高负载瞬态情况下也是如此。确保这一点的一种方法是添加大量高质量的输出电容器，或者以更优雅、更便宜的方式使用具有高开关频率的开关稳压器 IC，从而获得高控制环路带宽。

开关稳压器 IC 创新的资金来自于电容器成本的节省。

更高的集成度和易用性

出现大量创新的第四个领域是完整电源电路的高度集成。第一步是将多个开关稳压器集成到一个 IC 外壳中。这些产品通常被称为电源管理集成电路 (PMIC)。它们节省了电路板上的空间，可作为大批量的电源管理 ASIC 或作为目录产品用于常见应用的通用 PMIC 解决方案。ADP5014是一种流行的电源构建模块，例如用于 FPGA 。图 4 显示了一个带有这种 PMIC 模块为 FPGA 供电的电路。

除了高度集成之外，模块还非常易于使用。一个模块几乎将整个开关稳压器电路集成在一个外壳中。通常只有输入输出电容是外接的;电路的其余部分，包括电感器，都是集成的。因此，用户不再需要选择外部无源元件。该模块可以简单地焊接到主板上，以可靠地产生所需的电压。由于选择了 µModule，几乎所有应用都可以使用正确的模块。目前，大约有 200 个电源模块可用。

已经优化的 µModules 特别适合满足复杂的电源要求。例如，LTM4700降压型开关稳压器可提供高达 100A 的输出电流。特殊外壳可确保最佳散热，因此即使在这些高电流下也能保证可靠运行。许多 µModule 的设计使得作为外壳的一部分的内置电感器像散热器一样将热量释放到环境空气中，因此，电路板只需吸收来自电源的少量额外热量. 这大大简化了大功率电源的设计。

µModule 创新使构建不会过热、针对应用进行了优化且易于使用的小型电路成为可能。所有这些都节省了资金，并使该产品组在众多应用领域中非常受欢迎。进一步创新的潜力仍然很大。

可以期待电源领域的更多创新

对电源的要求不断变化并适应电气负载的发展，例如模数转换器、模拟前端、微控制器和 FPGA。所需电压正在降低，而所需电流正在增加。因此，标准开关稳压器将不再能够满足未来的要求。这一发现可以解释为什么电源仍然具有很大的创新潜力，而商品化——即向普通商品的转变——是不可预见的。