長(zhǎng)期以來，無論是直接用于負(fù)載還是作為分布式電源架構(gòu)的一部分，非隔離式開關(guān)穩(wěn)壓器一直是有效地將直流電源軌轉(zhuǎn)換為較低或較高電壓的主力。1950年代的第一批設(shè)計(jì)使用了真空管，與替代的“線性穩(wěn)壓器”相比轉(zhuǎn)換效率顯著提高，同時(shí)還開辟了提高直流電壓的可能性，而這在以前BTS133只有靠笨重的機(jī)械振動(dòng)器才能實(shí)現(xiàn)。直到1970年代才出現(xiàn)了第一個(gè)使用“電壓模式”控制的開關(guān)電源IC控制芯片SiliconGeneralSG1524。它的成功為使用不同控制和轉(zhuǎn)換技術(shù)的替代選擇開啟了新的大門。隨著幾十年的發(fā)展，雙極型晶體管和二極管雖然目前還在廣泛的應(yīng)用中，但將來被MOSFET及MOSFET同步整流器取代已成趨勢(shì)，即使是現(xiàn)在的Si-FET也受到SiC和GaN等寬帶隙材料的威脅。
BCM55524B1KFSBG 集成電路 原裝現(xiàn)貨
轉(zhuǎn)換效率是衡量開關(guān)穩(wěn)壓器發(fā)展的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。多年來，這個(gè)數(shù)字一直在穩(wěn)步攀升，從80%提高到97%，在最新的設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)換效率甚至高于97%。更高的效率代表更高的功率密度，以瓦特/cm3為單位，可以得知設(shè)計(jì)中給定體積的組件能夠提供多少功率。規(guī)格書中標(biāo)出的功率密度越來越高，其中某些有一定程度的“創(chuàng)造性”。例如，一些IC穩(wěn)壓器標(biāo)榜的數(shù)據(jù)并沒有將所有必要的外部組件考慮在內(nèi)，尤其是體積較大的電感和電容。冷卻通常也是一個(gè)問題，只有通過幾乎不可實(shí)現(xiàn)的空氣流速或過于復(fù)雜的水冷卻才能達(dá)到驚人的功率密度。環(huán)境工作溫度范圍也同樣重要，不僅是散熱片溫度，如果部件在一定室溫以上必須大幅降額工作，這會(huì)直接降低有用功率。非隔離式開關(guān)穩(wěn)壓器的發(fā)展也是組件集成在效率和功能性上不斷提高和發(fā)展的歷史。
由于負(fù)載要求已從5V降到3.3V，之后降至現(xiàn)在的1V以下，因此輸出電壓不斷降低。隨著輸入電壓增加，系統(tǒng)功率也跟著增加，從而需要更高的總線電壓以及更低的電流消耗。IC控制芯片簡(jiǎn)化了分立式組件的設(shè)計(jì)，其中控制器集成了開關(guān)晶體管和磁性組件。外圍功能如故障監(jiān)視、電流共享、同步和排序越來越廣泛運(yùn)用在IC設(shè)計(jì)中。從早期開關(guān)穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)時(shí)供應(yīng)商就已開始銷售完整封裝的轉(zhuǎn)換器模塊，在提供有效解決方案的同時(shí)協(xié)助客戶節(jié)省自行設(shè)計(jì)的工作量和風(fēng)險(xiǎn)。但有時(shí)很難推廣，因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)豐富的工程師不愿出高價(jià)購(gòu)買自己就可以設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。對(duì)于銷售多年的產(chǎn)品而言，即使有來自內(nèi)部的設(shè)計(jì)問題和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)也是可以容忍的，多年的銷售足以支付幾倍的研發(fā)成本。
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