先进嵌入式DC-DC转换器的三大要求

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    许多工业系统，如测试测量设备，都需要嵌入式DC-DC转换器，是因为这些应用所需的计算能力日益增加。这种计算能力由DSP、FPGA、数字ASIC和微控制器提供，而得益于工艺几何尺寸的日益缩小，该类器件在不断的进步。
    以下是先进嵌入式DC-DC转换器的三大要求：
    第一，电源电压越来越低 (当然，还有容许的电压纹波和负载变化)；
    第二，电源电流逐渐变大；
    第三，这些IC通常需要为内核和I/O结构以准确的顺序提供单独的电压，以避免闩锁现象的发生。
    嵌入式DC-DC转换器必须具有出色的效率。这类转换器的可用空间很小，对于热设计尤其具有挑战性，因为嵌入式转换器主要依赖PCB上元件周围的铜面积来改善系统热阻抗。由于功耗与电流的平方成正比，随着负载电流的增加，这种情形会更加恶化。因此这时需要低导通阻抗RDSON、低开关损耗的电源开关。不过鉴于器件的导通阻抗RDSON越低，寄生电容乃至开关损耗就越高，最终功耗也越高，故必需进行一定的权衡取舍。嵌入式DC-DC转换器的另一个主要要求是EMI必需低。这些转换器产生的噪声会对周围的电路造成干扰，因而必须尽可能地小。不过，高速 (以降低开关损耗) 转换大电流 (若负载所需) 不可避免地会产生很大的开关噪声，包括传导噪声和辐射噪声 (主要是磁场)。因此，必需特别关注功率级元件选择和布局的优化，尤其是在驱动器连接方面。此外，PWM控制拓扑也有一定影响。
    采用0.09μm技术的数字IC可能需要1.2V ± 40mV的电源电压。65nm工艺制造的大尺寸FPGA，1.0V +/-50mV电源电压、85℃时，需要4.2 A的闲置电源电流。在工作模式下，按照具体配置情况，电流可增至18A，因在高开关频率下，动态要求非常高。
    这些应用中包含多个不同IC相当常见，譬如，由一个较小的微控制器 (电源电压较高时) 来负责所有的接口和主机功能，利用一个较大的DSP或专用硬件来执行计算密集型功能。很多时候，还专门使用另有一套电压要求的高性能A/D转换器来改善噪声性能，真正充分利用这些转换器的分辨率和带宽。这些趋势催生出具有众多相倚关系的复杂的功率管理系统。