为最新电信应用而设计的DC/DC转换器
发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:468
| 性能需求日益苛刻 |
迅速发展的电信应用为解决单个板级电信产品的供电问题，对高可靠性dc/dc转换 器的需求不断增强。一方面，系统板的电路密度越来越高，使得一代又一代的电 信设计不断要求在更小的空间内从dc/dc电源获配更多的电力。另一方面，为满足 不断增长的对高带宽的需求，电信设计一直遵循微处理器和数字信号处理(dsp) 所提出的性能指标要求，降低电源总线电压(supply rail voltages)。电源电 压降低则要求瞬间响应加快，进而涉及到大电流和对潜在噪声源的高灵敏性问题 。此外，在因特网应用环境中，设备离线(down-time)现象是不允许发生的，这 就要求为电路板供电的dc/dc转换器必须具备对自身及其加电电路的保护能力。以 上这些便是当今dc/dc转换器设计所要面对的电信环境要求。
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| 针对电信应用设计 |
datel公司的usq系列dc/dc转换器(见图1)正是基于这些具体的电信应用要求而 设计的。其输出电压按半导体芯片的发展轨迹(roadmap)，分为5v、3.3v、2.5 v、2.0v、1.8v、1.5v和1.2v几个型号供选择。每一型产品的输出电流容量为20a。 产品的输入电压范围为36-75vdc，额定输入电压的设计遵从电信业界普遍适用的 48v电源标准。usq-5/20-d48型产品采用标准的quarter-brick(外形尺寸为1.45" x 2.28")封装结构，功率可达100w。usq产品之所以能实现这种封装结构，是因 为它采用了高效的同步整流结构同五侧面铝外壳相结合，实现了散热装置在最苛 刻、最宽泛的应用温度范围内(工作温度范围为-40到100°c)的自由设计。
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| 使用mosfet实现输出电压调节 |
传统的dc/dc转换器结构靠一只串通(series pass)mosfet与一只输出电感器和一 只电容器结合，实现输出电压的调节。这种方法存在的固有问题是要用一只导通 (free-wheeling)二极管来捕捉／箝位(catch/clamp)mosfet循环结束时产生的 感抗(inductive kick)。usq系列dc/dc转换器使用mosfet取代导通二极管(见 图2，q3)，使箝位元件的功耗降低到原来的1/5。效能的增加使整个封装产品的 功耗大大减小，这对要求在小空间内实现大功率输出的电信应用来说是极大的贡 献。
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| 广泛的电路保护 |
由于空间变得十分珍贵，因此把尽可能多的功能集成到内部控制器芯片上的做法 就显得尤为重要。经与供应商在下一代控制ic方面的密切合作，usq系列产品在设 计上实现了广泛的保护性能而无需增加外部电路。usq产品通过偏置比较器对电信 设计提供输入欠压保护功能(不在低压状态下获取大的导体电流)。特别是输入 过压保持功能，可随时检测并关闭处于不良状态下的转换器。反极性保护二极管 与推荐使用的selv输入熔断器配合，共同完成输入端的保护。在输出端，不间断 的短路电路、输出过压和热关断电路时刻准备发挥作用，随时介入异常情况对电 信电路和自身实施保护。
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usq系列产品对电信应用的出色保护功能还源于它使用了一种固有的称为“呃逆技 术”(iccup technique)的保护方法。和电路在被“锁定”或关闭后需要用户干 预才能重新启动的方式不同，usq不停地进行循环，待异常情况解除后电路便会重 新启动。远程开/关引脚的设置可以在某个具体的电信执行时序或整个系统操作失 控时，从外部对usq进行控制。
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| 快速“电流模式”获得良好瞬间响应性能 |
如前所述，电信应用要求产品具有瞬间响应快和噪声低等特性，但许多dc/dc转换 器都是在产品封装外部增补一外接电容，才实现了认可的噪声性能。usq产品的改 进之处在于，它采用了一种快速的“电流模式”结构，无需任何外接电容，便可 以在不超过200微秒的时间里达到最大电流量进阶，同时实现100mv峰峰输出噪声 。这不仅节省了系统板空间，而且取得了好的瞬间响应性能。电源负载调节率最 高达到0.1%，可为电信应用提供所需的高的逻辑级容限噪声抗扰性。
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datel公司的usq系列产品名称中的缩略词“usq”(已获注册)代表“unipolar standard quarter-brick”，是高性能dc/dc转换器和工业标准“quarter-brick” 封装结构的统一。该公司从控制器ic和其改进的电流模式结构着手，使usq产品在 最初设计时就针对电信应用的目标。
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电信产品要求好的质量，为防止发生掉线现象不惜任何代价。datel现在已经具备 先进的电源测试能力，这包括在设计阶段把功率半导体器件描述成所有测试参数 的函数，可扩展性的内部设计和emi资格认证，以及最后的halt(高度加速的寿命 测试)测试等。经生产测试和温度老化试验后，这种优质的dc/dc转换器便可提供 给电信设计
| 性能需求日益苛刻 |
迅速发展的电信应用为解决单个板级电信产品的供电问题，对高可靠性dc/dc转换 器的需求不断增强。一方面，系统板的电路密度越来越高，使得一代又一代的电 信设计不断要求在更小的空间内从dc/dc电源获配更多的电力。另一方面，为满足 不断增长的对高带宽的需求，电信设计一直遵循微处理器和数字信号处理(dsp) 所提出的性能指标要求，降低电源总线电压(supply rail voltages)。电源电 压降低则要求瞬间响应加快，进而涉及到大电流和对潜在噪声源的高灵敏性问题 。此外，在因特网应用环境中，设备离线(down-time)现象是不允许发生的，这 就要求为电路板供电的dc/dc转换器必须具备对自身及其加电电路的保护能力。以 上这些便是当今dc/dc转换器设计所要面对的电信环境要求。
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| 针对电信应用设计 |
datel公司的usq系列dc/dc转换器(见图1)正是基于这些具体的电信应用要求而 设计的。其输出电压按半导体芯片的发展轨迹(roadmap)，分为5v、3.3v、2.5 v、2.0v、1.8v、1.5v和1.2v几个型号供选择。每一型产品的输出电流容量为20a。 产品的输入电压范围为36-75vdc，额定输入电压的设计遵从电信业界普遍适用的 48v电源标准。usq-5/20-d48型产品采用标准的quarter-brick(外形尺寸为1.45" x 2.28")封装结构，功率可达100w。usq产品之所以能实现这种封装结构，是因 为它采用了高效的同步整流结构同五侧面铝外壳相结合，实现了散热装置在最苛 刻、最宽泛的应用温度范围内(工作温度范围为-40到100°c)的自由设计。
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| 使用mosfet实现输出电压调节 |
传统的dc/dc转换器结构靠一只串通(series pass)mosfet与一只输出电感器和一 只电容器结合，实现输出电压的调节。这种方法存在的固有问题是要用一只导通 (free-wheeling)二极管来捕捉／箝位(catch/clamp)mosfet循环结束时产生的 感抗(inductive kick)。usq系列dc/dc转换器使用mosfet取代导通二极管(见 图2，q3)，使箝位元件的功耗降低到原来的1/5。效能的增加使整个封装产品的 功耗大大减小，这对要求在小空间内实现大功率输出的电信应用来说是极大的贡 献。
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| 广泛的电路保护 |
由于空间变得十分珍贵，因此把尽可能多的功能集成到内部控制器芯片上的做法 就显得尤为重要。经与供应商在下一代控制ic方面的密切合作，usq系列产品在设 计上实现了广泛的保护性能而无需增加外部电路。usq产品通过偏置比较器对电信 设计提供输入欠压保护功能(不在低压状态下获取大的导体电流)。特别是输入 过压保持功能，可随时检测并关闭处于不良状态下的转换器。反极性保护二极管 与推荐使用的selv输入熔断器配合，共同完成输入端的保护。在输出端，不间断 的短路电路、输出过压和热关断电路时刻准备发挥作用，随时介入异常情况对电 信电路和自身实施保护。
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usq系列产品对电信应用的出色保护功能还源于它使用了一种固有的称为“呃逆技 术”(iccup technique)的保护方法。和电路在被“锁定”或关闭后需要用户干 预才能重新启动的方式不同，usq不停地进行循环，待异常情况解除后电路便会重 新启动。远程开/关引脚的设置可以在某个具体的电信执行时序或整个系统操作失 控时，从外部对usq进行控制。
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| 快速“电流模式”获得良好瞬间响应性能 |
如前所述，电信应用要求产品具有瞬间响应快和噪声低等特性，但许多dc/dc转换 器都是在产品封装外部增补一外接电容，才实现了认可的噪声性能。usq产品的改 进之处在于，它采用了一种快速的“电流模式”结构，无需任何外接电容，便可 以在不超过200微秒的时间里达到最大电流量进阶，同时实现100mv峰峰输出噪声 。这不仅节省了系统板空间，而且取得了好的瞬间响应性能。电源负载调节率最 高达到0.1%，可为电信应用提供所需的高的逻辑级容限噪声抗扰性。
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datel公司的usq系列产品名称中的缩略词“usq”(已获注册)代表“unipolar standard quarter-brick”，是高性能dc/dc转换器和工业标准“quarter-brick” 封装结构的统一。该公司从控制器ic和其改进的电流模式结构着手，使usq产品在 最初设计时就针对电信应用的目标。
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电信产品要求好的质量，为防止发生掉线现象不惜任何代价。datel现在已经具备 先进的电源测试能力，这包括在设计阶段把功率半导体器件描述成所有测试参数 的函数，可扩展性的内部设计和emi资格认证，以及最后的halt(高度加速的寿命 测试)测试等。经生产测试和温度老化试验后，这种优质的dc/dc转换器便可提供 给电信设计
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