開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器可以采用單片結(jié)構(gòu),，也可以通過(guò)控制器構(gòu)建,。在單片式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中，各功率開(kāi)關(guān)（一般是MOSFET）會(huì)集成在單個(gè)硅芯片中,。使用控制器構(gòu)建時(shí)，除了控制器IC，還必須單獨(dú)選擇半導(dǎo)體和確定其位置,。選擇MOSFET非常耗費(fèi)時(shí)間，且需要對(duì)開(kāi)關(guān)的參數(shù)有一定了解,。使用單片式設(shè)計(jì)時(shí),，設(shè)計(jì)人員無(wú)需處理這些問(wèn)題。此外,，相比高度集成的解決方案,，控制器解決方案通常會(huì)占用更多的電路板空間。所以,，毫不意外多年來(lái)人們?cè)絹?lái)越多地采用單片式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器,，如今,，即使對(duì)于更高功率，ADI公司也有大量的解決方案可供選擇,。圖1左側(cè)是單片式降壓轉(zhuǎn)換器,，右側(cè)是控制器解決方案。

圖1.單片式降壓轉(zhuǎn)換器（左）,；帶外部開(kāi)關(guān)的控制器解決方案（右）

雖然單片式解決方案需要的空間較少,，也簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程，但另一方面,，控制器解決方案的優(yōu)勢(shì)是更加靈活,。設(shè)計(jì)人員可以為控制器解決方案選擇經(jīng)過(guò)優(yōu)化、適合特定應(yīng)用的開(kāi)關(guān)管,，也可以控制開(kāi)關(guān)管的柵級(jí),，所以能夠通過(guò)更巧妙地部署無(wú)源組件來(lái)影響開(kāi)關(guān)邊沿。此外,，控制器解決方案適合高功率,，因?yàn)榭梢赃x擇大型分立式開(kāi)關(guān)管，且開(kāi)關(guān)損耗會(huì)遠(yuǎn)離控制器IC,。

但是,，除了這些熟知的單片式解決方案的有利和不利因素之外，還有一個(gè)因素容易忽略,。在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中,，所謂的熱回路是實(shí)現(xiàn)低輻射的決定因素。在所有開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器中,，應(yīng)盡量?jī)?yōu)化EMC,。實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的基本原則之一是：最小化各個(gè)熱回路中的寄生電感。在降壓轉(zhuǎn)換器中,，輸入電容和高壓側(cè)開(kāi)關(guān)之間的路徑,，高壓側(cè)開(kāi)關(guān)和低壓側(cè)開(kāi)關(guān)之間的連接，以及低壓側(cè)開(kāi)關(guān)和輸入電容之間的連接都是熱回路的一部分,。它們都是電流路徑,，其中的電流隨開(kāi)關(guān)切換的速度而變化。通過(guò)快速的電流變化,，因寄生電感形成電壓偏移,，可以作為干擾耦合到不同的電路部分。

圖2.單片式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器（左）和帶控制器IC的解決方案（右）,，每個(gè)都有一些不同形式的熱回路

所以,，這些熱回路中的寄生電感必須保持盡可能低。圖2用紅色標(biāo)出各熱回路路徑，左側(cè)為單片式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器,，右側(cè)為控制器解決方案,。我們可以看到，單片式解決方案具有兩大優(yōu)勢(shì),。一,，其熱回路比控制器解決方案的熱回路小。二,，高壓側(cè)開(kāi)關(guān)和低壓側(cè)開(kāi)關(guān)之間的連接路徑非常短,，且只在硅芯片上完成走線。兩者相比,，對(duì)于帶控制器IC的解決方案,，連接的電流路徑必須通過(guò)封裝的寄生電感布線，通常采用的鍵合線和引線框架具有寄生電感,。這會(huì)導(dǎo)致更高的電壓偏置,，以及更差的EMC性能。

結(jié)論

因此,，單片式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器具備額外的,，少為人知的EMI優(yōu)勢(shì)。這種干擾有多強(qiáng),，對(duì)電路有什么影響,，具體取決于許多其他參數(shù)。但是,，就EMC性能而言,，單片式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和帶控制器IC的解決方案之間存在差異，這一點(diǎn)值得考慮,。

作者簡(jiǎn)介

Frederik Dostal曾就讀于德國(guó)埃爾蘭根大學(xué)微電子學(xué)專業(yè),。他于2001年開(kāi)始工作，涉足電源管理業(yè)務(wù),，曾擔(dān)任多種應(yīng)用工程師職位,，并在亞利桑那州鳳凰城工作了四年，負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)模式電源,。他于2009年加入ADI公司,，并在慕尼黑ADI公司擔(dān)任電源管理現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師。