多相降压转换器的结构和功能介绍

[导读]在本文中，我将解释多相降压转换器的结构和功能，在以后的文章中，我将介绍优缺点，以帮助您确定哪些设计项目可能受益于多相而不是单相稳压方案。

多相DC-DC转换可以显著提高降压型开关稳压器在大电流应用中的性能。在本文中，我将解释多相降压转换器的结构和功能，在以后的文章中，我将介绍优缺点，以帮助您确定哪些设计项目可能受益于多相而不是单相稳压方案。

首先，让我们简要回顾一下DC-DC转换基础知识。

使用降压转换器的开关模式电压调节

以下电路(图1)表示一个基本的降压型开关稳压器(也称为降压转换器)：

***图1. *该电路为异步降压转换器。在同步降压拓扑中，低侧晶体管取代二极管。

与线性稳压器不同，DC-DC转换器可以通过利用“开关模式”(即开与关)电流的优势来实现高效率。DC-DC转换器的晶体管不是像线性调节那样在用作可变电阻器的晶体管上耗散功率，而是完全打开或完全关闭，从而避免在低效率中间区域工作。

开关电压通过晶体管输出侧的电感电容电路滤波成稳定的降低电压。当晶体管导通时，电流通过电感流向负载。另一方面，当晶体管关闭时，电感器保持电流(回想一下，它的电流不能瞬时改变)。在这种情况下，输出电容为所需的负载电流提供一个电荷储存器。调节通过反馈环路完成，反馈环路通过脉冲宽度调制施加到晶体管栅极的控制信号来调节输出电压，从而改变导通状态持续时间与关断状态持续时间的比率。

这些器件可提供高达 20 A的电流，适用于低电压、高电流应用，例如为智能手机和平板电脑中的微处理器生成电源轨。我喜欢这张图，因为它显示了多相降压转换器的结构，但没有传达在实际应用中实现多相转换所需的简单概念。

在右边，您可以看到四对场效应晶体管(FET)和四个电感器。一对FET用作半桥驱动器，控制通过一个电感器的电流，每个半桥驱动器加电感子电路是一个相位(即，单独降压转换器的内核)。相位并联工作并协同为负载提供电流(图中的负载电流由输出电容右侧的电流源表示)。

虽然该图显示了四个独立的输出电容，但所有这些电容都并联连接;换句话说，输出电容在物理上是分开的，但在电上是统一的。输入电容也是如此。因此，这些相位不共享电感，但它们共享输入和输出电容。

优化的多相转换是一个复杂的过程，您可以在图表中看到DA9213包含相当多的控制电路。串行接口允许微控制器读取和写入与以下相关的数据：

温度故障

电流限制

输出电压目标

输出电压状态

电压斜坡速率

切相和许多其他操作细节

多相转换—相位时序

多相转换的一个重要方面是应用于相位的交错时序，实际上，多相转换器也称为交错转换器。交错通过向相位晶体管施加一系列控制脉冲，以循环方式激活相位。