当只有一个电感器就足以设计出更紧凑的电源时

Frederik Dostal

在当今几乎所有电子电路中，都需要几种不同的电源电压。必须针对所需的不同电压轨设计合适的电源管理架构。通常，使用多个根据开关稳压器原理工作的电压转换器。在这种设计方法中，这些开关稳压器中的每一个都需要一个电感器。对于最终产品，使用尽可能少的PCB空间并尽可能降低相关成本通常很重要。实现此目的的一种流行方法是采用集成路线。将电路集成到硅片中适用于低功耗开关稳压器和线性稳压器。有大量组合、高度集成的开关稳压器IC（通常也称为电源管理集成电路（PMIC））可供选择。图1显示了高度集成的DC-DC转换器ADP5014。

图1.以ADP5014为例，作为DC-DC转换器，用于从一个输入电压产生多达<>个输出电压（简化表示）。

为了进一步减小图1所示电路的封装尺寸，可以将电感集成到封装中。这是在图2所示的解决方案中采用LTM4668完成的。它有四个通道，只需要少量的外部元件，因为通常相当大的电感器被集成到封装中。

图2.采用 LTM4668 （简化表示形式）的集成电感器的紧凑型解决方案。

LTM 模块系列提供高功率密度，具有出色的 EMC 性能，并且非常可靠。但是，与具有外部组件的解决方案相比，它可能更昂贵。

还有第三种解决方案，类似于图1所示的概念，但由单电感多输出（SIMO）转换器组成。在这里，一个电感用作储能器件，特别是作为电流存储设备，所有通道共享它。存在许多不同的版本。电感器可以在一个时间点用能量充电，然后能量可以通过不同的 渠道。在另一种实现中，电感被充电，然后完全放电一个通道，然后这个空的能量存储设备被传递到下一个通道，在那里它被充电和放电，然后传递到每个后续通道，直到所有通道都供电。

根据给定的实现，电源具有不同的特性。一般来说，这个概念在相对较低的功耗下效果很好。内部 MOSFET 的尺寸和单个外部电感器的设计针对低功耗进行了优化。

MAX77655中的集成开关允许单电感用于所有通道，也允许将可用电压转换为更高或更低的电压。通过适当驱动集成MOSFET，可实现相应的工作模式。

使用图3所示的SIMO转换器，只需一个储能电感即可高效产生多个电压。这提供了更紧凑的电源架构，并可以降低成本。

图3.MAX77655 SIMO转换器产生<>个电压，只需<>个IC和一个电感（简化表示）。

审核编辑：郭婷