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电流模式 ECM 降压 开关 稳压器
采用仿电流模式技术的稳压器具有更高开关频率
选择开关模拟稳压器的工作频率时，需要权衡效率和尺寸。高工作频率和较高的输入电压将严重影响效率，进而产生很多热量。在某些应用种，选择高工作频率将限制输入电压范围。美国国家半导体公司SIMPLE SWITCHERÒ 系列芯片新增了 6 款高频降压稳压器LM(2)5574/5/6 (见表1)。
表1，LM(2)5574/5/6性能参数
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型号 |
输入电压 |
输出电流 |
开关频率 |
TSSOP封装 |
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LM5574 |
6V~75V |
0.5A |
50~500kHz |
16 引脚 |
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LM5575 |
6V~75V |
1.5 A |
50~500kHz |
16 引脚 |
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LM5576 |
6V~75V |
3.0 A |
50~500kHz |
20 引脚 |
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LM25574 |
6V~42V |
0.5 A |
50kHz~1MHz |
16 引脚 |
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LM25575 |
6V~42V |
1.5 A |
50kHz~1MHz |
16 引脚 |
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LM25576 |
6V~42V |
3.0 A |
50kHz~1MHz |
20 引脚 |
这些稳压器是如何实现高达1MHz的工作频率呢？答案是采用仿电流模式控制技术(ECM)。ECM技术(专利公告号：US7135841B1)可以模拟降压开关的电流信号，然后利用这些模拟信号进行电流模式控制。这种控制方式比传统的电流模式控制有更好的抗噪声干扰能力。模拟的降压开关电流信号是以下两者的和：即模拟斜波电流与刚好在开关切换前采样的二极管电流两者相加的总和(见图1)。只要避免直接测量降压开关电流，便可将开关噪声的干扰减至最少，但又可充分利用电流模式控制的优点。相对于传统电流模式控制，这种仿电流模式技术对于占空比较低的系统，可以获得更好的负载瞬态响应。
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图1. ECM技术方框图
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ECM与传统的电流模式控制很大的一个不同在于：传统方式在Lout后串连了一个检测开关电流的电阻器Rsense。Rsense会带来下面三个缺点：1. 电阻器本身的杂散噪声；2. 电阻器本身的功耗；3. 输出电压误差(IL*Rsense)。所以，ECM技术的优点在于其能避免直接测量Lout的电流。假设1MHz开关频率，那么一周期为1us，如果占空比为10%，那么导通时间可以达到0.1us。据说，在42V输入电压条件下，能达到1MHz开关频率的产品只有NS提供。而且，ECM技术在2006年获得美国专利，这是第一次在其产品中使用该ECM技术。
最后，我有一个疑问，经常看到synchronous PWM buck converter。这里的“同步”具体是指什么?
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