作者: TI电池管理解决方案产品部高级应用工程师 UpalSengupta
最近，我终于有时间清理扔在我办公室柜子后角的一些旧盒子，它们大多属于早已被遗忘的旧笔记本和图纸，但我发现了一件很有意思的东西，我决定留下作为历史纪念。这是我至少从 1993 年保存到现在的第一本锂离子电池规范说明书传真件。
那时候，我的工作是为便携式计算机开发电池组和充电系统。锂离子技术当时只是作为高端便携式产品的“未来潮流”初露锋芒。我们知道它价格昂贵，没有真正在意。顺便提一件我觉得非常有意思的事，在去年超级本产品上市前，一般的笔记本电脑所使用的电池尺寸、重量及典型三小时电池使用寿命与我们 20 年前的设计相差无几。
作为一名多年为便携式产品设计电源系统的设计人员，我已经认识到对“我们这种人”看似魅力无穷的新技术往往不为最终用户所看重。解决方案的技术细节及高级程度让我们深感振奋，但对从未看到过设备内部的人来说，他们的观点可能就会大相径庭…
由于效率要求的不断增长，许多电源制造厂商开始将注意力转向无桥功率因数校正 (PFC) 拓扑结构。一般而言，无桥接 PFC可以通过减少线路电流通路中的半导体组件数目来降低传导损耗。尽管无桥接 PFC 的概念已经提出了许多年，但因其实施的难度和控制的复杂程度，阻碍了其成为一种主流。
一些专为电源而设计的低成本、高性能数字控制器上市以后，越来越多的电源公司开始为 PFC 设计选择使用这些新型数字控制器。相比传统的模拟控制器，数字控制器拥有许多优势，例如：可编程配置、非线性控制、低组件数目，以及最为重要的复杂功能实施能力（模拟方法通常较难实现）。
大多数现今的数字电源控制器，例如：TI 的融合数字电源 (Fusion Digital PowerTM) 控制器 UCD30xx 等都有许多集成电源控制外设和一个电源管理内核，例如：数字环路补偿器、快速模数转换器 …
故障保护是所有电源控制器都有的一个重要功能。几乎所有应用都要求使用过载保护。对于峰值电流模式控制器而言，可以通过限制最大峰值电流来轻松实现这个功能。在非连续反向结构中，为峰值电流设置限制可最终限制电源从输入源获得的功率。但是，限制输入功率不会限制电源的输出电流。如果出现过载故障时输入功率保持不变，则随着输出电压下降，输出电流增加（P=V*I）。发生短路故障时，这会让输出整流器或者系统配电出现难以接受的高损耗。本文利用一些小小的创新和数个额外组件，为您介绍如何对一个简单的峰值电流限制进行改进，将电源变为一个恒定电流源，而非一个恒定功率源。
图1对比了理想输出电压与恒定功率和恒定电流限制的电流。这两种情况下，过载故障保护都在120%最大额定负载时起作用。在一个使用功率限制的系统中，输出电流随负载增加电压反向而增加。在现实系统中，有功率限制的反向控制器会在某个点关闭…
作者：John Betten，德州仪器 (TI) 应用工程师兼资深实验室研究员
因其低成本、隔离性以及可以实施更多输出电压的方便性，反向转换器广受欢迎。就多输出反向而言，可利用控制电路反馈来严格稳压一个输出电压（一般为最高功率输出）。我们一般通过将变压器绕组与主稳压绕组紧密耦合，来添加额外的输出。我们可能会添加一些线性稳压器或 DC/DC 开关，或者不对输出进行稳压。最后一种选项最为有效，但很多时候在输出重或轻负载而主输出电压的负载却相反时，电压稳压承受巨大的负担。这种交叉稳压问题主要取决于变压器漏电和绕组结构，也取决于其它寄生电路组件。许多极端情况中的一种是主输出重负载，而未稳压绕组完全空负载。变压器次级绕组上出现的任何电压振铃通常都由输出整流器来峰值检测，从而使未稳压输出电压极大增加。这种情况下，输出电压升至两倍其额定电压并不鲜见。这对于无法承受更高电压或者没有随时让最小负载消耗漏能量的任何下游负载来说，这都是灾难性的。
…作者：Scot Lester，德州仪器 (TI) 应用工程师
本文阐述了直流偏置电源对敏感模拟应用中所使用运算放大器 (op amp) 产生的影响，此外还涉及了电源排序及直流电源对输入失调电压的影响。另外，本文还介绍了一种通过线性稳压器（一般不具有追踪能力）轻松实施追踪分离电源的方法，以帮助最小化直流偏置电源带来的一些不利影响。
在许多运算放大器电路中，直流偏置电源会影响运算放大器的性能，特别是在与高位计数模数转换器 (ADC) 一起使用或者用于敏感传感器电路的信号调节时。直流偏置电源电压决定放大器的输入共模电压以及许多其他规范。
在上电期间，必须协调直流偏置电源的顺序来防止运算放大器锁闭。这样会毁坏、损坏或者阻止运算放大器正常运行。本文解释了追踪电源对运算放大器的重要性，并介绍了一种利用通常不具有追踪能力的线性稳压器轻松实施一个追踪分离电源的方法…
作者：Michael O'Loughlin，德州仪器 (TI) 高级应用工程师
80+TM 和计算机产业拯救气候行动计划 (Climate Savers Computing) TM 给计算机电源设立了一个强有力的效率标准。这些标准的"白金"级别规定计算机电源在 20% 额定负载状态下必须有 90% 的效率，50% 额定负载时效率必须达到94%，而在 100% 负载时效率必须达到 91%。为了满足这些标准，一些电源设计人员选择使用一个具有同步整流的相移、全桥接 DC/DC 转换器。这种拓扑结构是一种比较好的选择，因为它可以在主 FET 上实现零电压开关 (ZVS)。一种普遍使用的驱动同步整流器的方法是利用已经存在的信号驱动主 FET。这样做存在的唯一问题是要求主 FET 时滞，以实现零电压开关。这会导致两个同步整流器在快速续流期间同时关闭…
在这篇《电源设计小贴士》中，我们继续《电源设计小贴士 #32-第 1 部分》的讨论，即如何确定 SEPIC 拓扑中耦合电感的漏电感要求。前面，我们讨论了耦合电容器 AC 电压被施加于耦合电感漏电感的情况。漏电感电压会在电源中引起较大的回路电流。在第 2 部分中，我们将介绍利用松散耦合电感和紧密耦合电感所构建电源的一些测量结果。
我们构建起如图 1 所示电路，并对其进行描述。该电路可在汽车市场获得应用。这里，其拥有一个 8V 到 36V 的宽范围输入，可以为稳定 12-V 输出以上或者以下。汽车市场更喜欢使用陶瓷电容器，原因是其宽温度范围、长寿命、高纹波电流额定值和高可靠性。结果，耦合电容器 (C6) 便为陶瓷的。这就意味着，相比电解电容器，它拥有较高的 AC 电压，同时这种电路会对低漏电感值更加敏感。
图 1 SEPIC 转换器可利用一个单开关降压或者升压
该电路中的两个…
作者：Robert Kollman，德州仪器 (TI)
Note:欲查看《电源设计小贴士》此前章节的内容，请点击下载PDF合辑（已收集1-10章和11-20章，20-30章敬请期待）。
在这篇《电源设计小贴士》中，我们将确定 SEPIC 拓扑中耦合电感的一些漏电感要求。在不要求主级电路和次级电路之间电气隔离且输入电压高于或者低于输出电压时，SEPIC 是一种非常有用的拓扑。在要求短路电路保护时，我们可以使用它来代替升压转换器。SEPIC 转换器的特点是单开关工作和连续输入电流，从而带来较低的电磁干扰 (EMI)。这种拓扑（如图 1 所示）可使用两个单独的电感（或者由于电感的电压波形类似），因此还可以使用一个耦合电感，如图所示。因其体积和成本均小于两个单独的电感，耦合电感颇具吸引力。其存在的缺点是标准电感并非总是针对全部可能的应用进行优化。
图 1 SEPIC 转换器使用一个开关来升降输出电压
这种电路的电流和电压波形与连续电流模式…
作者：Ramprasad Anantbaswamy
螺旋能源成本以及全球变暖等环境问题意识的提高，为半导体行业的能效发展带来全新的机遇。当今市场上大多数电子设备的电池使用时间基本都无法满足性能需求。由于广大消费者喜欢更具移动性的生活方式，因此对于电源管理 IC 的需求便随之增长。我们非常需要一些能够有效控制汽车系统从而降低电子辐射并且让其他有助于我们降低日常功耗的消费类产品获得更长使用时间的芯片。
便携消费类电子设备制造厂商们一直以来都面临的挑战是研制高成本效益、高性能、多功能且具有更长电池使用时间的解决方案。厂商还不得不缩短开发时间，以在市场上率先推出新的产品。开发出具有嵌入式迷你 DSP 的超低功耗编解码器和强大的图形编程工具以后，厂商们便可以满足各种复杂的要求。许多新一代超低功耗编解码器在低功耗运行模式下可以通过一个单 1.5V 到 1.8V…
作者：Robert Kollman
欲查看《电源设计小贴士》此前章节的内容，请点击下载PDF合辑（已收集1-10章和11-20章，20-30章敬请期待）。
在这篇《电源设计小贴士》中，我们将研究在同步降压功率级中如何对传导功耗进行折中处理，而其与占空比和 FET 电阻比有关。进行这种折中处理可得到一个用于 FET 选择的非常有用的起始点。通常，作为设计过程的一个组成部分，您会有一套包括了输入电压范围和期望输出电压的规范，并且需要选择一些 FET。另外，如果您是一名 IC 设计人员，则您还会有一定的预算，其规定了 FET 成本或者封装尺寸。这两种输入会帮助您选择总 MOSFET 芯片面积。之后，这些输入可用于对各个 FET 面积进行效率方面的优化。
图 1 传导损耗与 FET 电阻比和占空比相关
首先，FET 电阻与其面积成反比例关系。因此，如果为 FET 分配一定的总面积，同时您让高侧面积更大（旨在降低其电阻），则低…
by Russ Rathweg
by Pat Hunter
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