鍍膜代工-淺述如何借用多相位升壓轉換器改善電源供應效能

　　升壓電源供應器常用來將低電壓AP Plasma輸入轉換成較高電壓，但隨著電源供應的功率需求增加，它們所無法承受的電流應力（current stress）也可能出現。本文說明交錯式升壓技術如何大幅減少電路應力（circuit stress），並對這種新方法和傳統的升壓轉換器進行分析比較。

　　高功率升壓轉換器的需求是由衆多工業和汽車應用所推動，其中許多應用使用12 V輸入電壓，但卻需要更高的非隔離式輸出電壓，此時升壓轉換架構就是常被選用的一種技術。本文將以一個輸入電壓爲12V，輸出爲37V@7A的例子討論電磁線圈驅動器的電源供應架構選擇。在單相位電源供電漿設備應中，輸入和輸出電容的漣波電流都很大，我們將證明雙相位技術可大幅鍍膜代工的降低漣波。至于電源供應器的其它規格需求。這個電源供應器必須承受電磁線圈啓動和關閉時出現的大電流突波，同時維持高輸出電壓精確度；除此之外，轉換效率也很重要，它能將功耗減至最少，並將溫升限制在可接受的範圍內。37V和7A的輸出代表超過250W的負載功耗，就算轉換效率達到91%，電源供應仍有25W的功耗散逸，因此需要安裝多個散熱片。另外，雖然這篇文章並未特別說明，但是電源供應器的體積和成本也很重要。

　　架鎢鋼銑刀構

　　是標準的單相位升壓轉換器以及交錯式（或雙相位）升壓轉換器的線路。在單相位設計中，閘極驅動電壓會加在FET Q1，使得電晶體的汲極電壓，也就是電路的切換點（switching node），被下拉至地電位，此時輸入電壓會跨接在電感L1的兩端，導致電流開始上升；在這段期間內，早已充滿電力的輸出電容C2必須獨自供應負載所需之電流。等到Q1停止導通時，L1爲了繼續維持電流流動，其兩端的電壓極性會立刻反轉，使得切換點的電壓高于輸入電電漿鍍膜壓，此時二極體D1進入順向偏壓狀態，輸入電源開始對輸出電容C2重新充電，並且供應負載所需的電流。

　　由于電感器的伏秒乘積在這兩種開關狀態下必須保持相等，也就是ton×Vin必須等于toff×Voff，因此電感的逆向電壓就成爲FET導通時間，或是負載週期的函數；改變開關的負載週期就能控制輸出電壓的大小，其值可由Vout =Vin/（1-d）簡單公式計算。此公式只在連續導通模式（continuous conduction mode）中有效，而該模式的定義則是電感電流在所有時間都爲正值。

　　在雙相位升壓電路中，每個相位的工作方式都很像前述的單相位升壓轉換器。這兩個轉換器會以反相180度的方式動作，使得輸入和輸出電容的漣波電流互相抵消；藉由這種方式，設計人員就能選擇性地減少零件數目，或者使用與單相位設計相同的零件數目，但是提高電路的工作效能。交錯式升壓設計會強迫兩個功率級共同提供輸出電流，使得電源輸出由它們平均分擔；另一方面，如果工程師不採用這種設計，其中一個功率級的電流輸出就會遠大于另一個功率級，使得塬有的漣波消除優點化爲烏有。
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