MHz级开关式电源转换:新市场的关键技术

MHz 级开关式电源转换是一项崭新的关键技术,能有效应用于各个领域,如手机、音响功放、便携式设备、LCD/等离子电视、通信及网络设备,这些产品都需要高频、高效率的开关式电源转换IC来做电源管理。

当今的系统要求电源管理解决方案占有更小的板面积,同时提供更大的功率。过去,大部分的低频开关电源是由一个控制器、一个或两个开关管、电感器及电容器所构成。虽然其效率还可以接受,但由于在低频操作时需使用体积较大的电感,其电路也比较复杂,因此整体解决方案的体积较为庞大,而且成本高。

显然,新市场需要效率更高、体积更小、成本更低的解决方案。就这方面而言,MHz级开关式电源转换技术完全符合这些要求。作为一家模拟 IC 公司,MPS已经开发出具有较低栅极电容的集成开关管,能显著提高开关频率但又不会增加开关耗损。此外,高集成度及更高的开关速度意味着它可以使用更小的电感,从而降低系统整体成本。

例如,MP7720 及 MP7782等D类音频放大器都已经拥有开关频率超过 1MHz 的操作能力。这些集成了功率MOSFET的产品提供低至0.05%的THD(失真)水平。与之相比,老一代的D类放大器因为低频操作限制而具有高达5%的THD。同时,MP7720 及MP7782不需要配备散热装置,因此可将设备体积缩小300 至 400%。

升压式或降压式变换器的情形也是一样。像 MP2361及 MP1517 等高频开关式变换器不仅内部集成了功率MOSFET,而且可以减小所使用电感的尺寸。显然,这些器件更能适应二十一世纪消费类电子产品的需求。

此外,因为施加在内置MOSFET的电压限制低于5V,目前一些MHz 级开关式稳压器只适用在便携式设备中,而无法适用于电信设备、以太网供电、平面电视等需要12、 24、 48,甚至 90 V供电的高电压应用场合。但MPS 是目前少数有能力开发及销售这类高压电源管理IC产品的公司之一。

作者:Michael Hsing

CEO

Monolithic Power Systems公司