基础原理
5V 和3.3V 电压通常都具有良好的稳压,而12V 输入的电源则可能受中间汇流排转换器(IBC)的效能主宰。在近乎稳压完成、或所谓「固定比」转换器的案例中,基本上是没有输入线性稳压的。举例而言,当正常48Vdc 电池备用电源里的容许变异范围被纳入考虑时,对应POL 转换器的输入作业范围便可放宽至9.6-14.1V。
输出额定功率
其它可使设计人员符合各种系统需求的选项,还包括固定或可变输出电压。
某些POL 系列产品,如Murata 的HEN、LEN 及LQN 系列便提供广泛的分离式输出电压,其亦可于±10%的范围内修整,让设计人员只需存取0.75V 和5.0V 之间的任何电压即可。其它系列产品也可在0.75V 至5.0V 的整个范围内进行修整,如此,只需指定针对各使用点之单一编程电阻来满足多重电压需求的单一零件料号即可,因而能简化设计阶段的认证程序以及物料管理问题。
现代的POL,一般都是依输出额定电流分类,而非输出功率。因为电流供应通常是主要限制所在。大多数情形下,只需选择一个模式,也就是能够输送等于或超过最坏情形的稳定状态负载之输出额定电流即可。
另一方面,高容量负载可能需要能大幅超过稳定状态需求的峰值电流。举例而言,输出去耦电容的效应必须加以考虑,另外,因具有大量内部闸极而呈现高电容性之FPGA 等负载亦然。为确保输出单调上升以预防假性开机重置动作(POR),避免会降低输出电压的电流限制起始位置是必要的。在这类情形下,即需检查转换器的电流限制起始点,以及/或以采用突波限制电路的方式来减缓峰值需求量。
瞬时响应瞬时响应是一相重要性与日俱增的效能参数,尤其是特征为低核心电压、高电流汲取及快速负载切换的微处理器和FPGA 负载方面。大多数POL 技术资料文件都根据专有的准则来说明此装置的瞬时效能,如此将缺少标准化的测试条件组,对于在不同制造厂商的POL 之间进行有意义的比较时会产生影响。施加的负载瞬时大小系以最高额定输出电流的百分比来表示,其可能会随制造厂商而有不同,负载步阶的开始和结束点也是如此。举例来说,一个系统对于25-50%负载步阶时之响应可能会比对0-25%步阶时更好。此外,有些技术数据文件可能只记载正向负载步阶,而不会记载补偿性的负向斜率步阶。
通常以每微秒安培数为单位表示的指定负载步阶旋转率,也同样没有标准化。施加较慢的瞬时会让转换器和输出电容有更多的机会响应负载变化;引用的旋转率可能跨越三个以上的大小等级,从小如0.5A/μs、大至1200 A/μs皆有。某些技术数据文件甚至未提及旋转率,因而会妨碍设计人员评估其暂态响应。
输出电压回到稳定状态输出电压百分比范围内的回复时间也各有不同,有些技术数据文件记载的是2%,有些则可能引用1.5%或1%的数据。
因此,实际的测试往往有其必要,以便确认所选的POL 是否支持实际的负载瞬时。请注意,设计人员可藉由调整输出电容来改善瞬时响应 -前提是需要能维持低ESR。增加输入电容亦可强化针对更长及/或更深瞬时步阶的响应。
增加转换器相位数也可改善瞬时响应,这是靠着增加有效切换频率来使输出电感和电容变小而达成的,因为如此可减少每一相位的电流。举例来说,Murata 的JZY 系列单相位POL 可支持多达四个模块同时以500kHz、750kHz或1MHz 平行操作,以交错输出提供多相位效能。
涟波与噪声输出涟波和噪声会在输出电压构成不必要的误差。这些结果来自转换过程,其有时与 周期性电压及随机标准差(PARD) 有关,或单纯就是PARD。
就低DC 电压而言,PARD 的实际工业标准是1%(针对大于5V 的电压)或是低于5V 电压时的50mVp-p。然而,为了缩减成本和尺寸,有些零件包含的滤波较少,因此可能显示比这些数字高的极大值。大多数的POL 技术资料文件均载有符合发行规格所需的外部去耦电容(及伴随的ESR)数量。在绝大部分的案例中,额外的去耦电容都会减低输出噪声。针对这点,了解最高输出电容是相当实用的。