中心議題：

• 針對車載音頻電源的多相升壓解決方案
• 了解車載音頻放大器的 300W 、4 相升壓轉換器

解決方案：

• 采用TPS40090 多相升壓轉換器

車載音頻放大器通常使用升壓轉換器來生成 18 V～28 V（或更高）的電池輸出電壓。在這些 100W 及 100W 以上的高功耗應用中，需要大升壓電感、多個級別的輸出電容器、並行 MOSFET 及二極管。將功率級分成多個並行相位減少了許多功率組件的應力，加速了對負載變化（如那些重低音音符）的響應，並提高了係統效率。

找到一款能夠用於 2 相升壓轉換器的脈寬調製控製器 (PWM) 相對較容易。大多數雙通道交錯式離線控製器或推挽式控製器均可用於直接異相地驅動兩個升壓 MOSFET。但是，在 4 相解決方案中，控製器的選擇範圍更加有限。幸運的是，可以輕鬆地對一些多相降壓控製器進行改裝
，以在 4 相升壓轉換器中使用。

圖1 顯示了一款使用了 TI 的TPS40090 多相降壓控製器的 4 相
、300W 升壓電源，該轉換器設計旨在處理一般會出現在音頻應用中的 500W fengzhicufa。tongchang，zaiduoxiangjiangyajiegouzhong，gaikongzhiqitongguoganyingshuchudianganzhongdepingjundianliulaipinghengmeiyixiangweidedianli。xiangfan
，zaiyigeduoxiangshengyajiegouzhong，duidianliudeganyingshizaianzhuangyumeiyige FET 源極上的電阻器中進行的。通過在每一個 FET zhongpinghengfengzhidianliu
，duoxiangkongzhiqizaisuoyoushengyaxiangweizhongjunyundifenpeidianli。laizikongzhiqidezhajiqudongxinhaoweiluojidianping，yincimeiyigexiangweidouyaoqiujuyouyige MOSFET 驅動器。本設計中，可以使用一個雙通道 MOSFET 驅動器（例如：UCC27324）來減少組件的數量。 tongguoduimeiyigexiangweishijiayigeliuxian，duoxiangkongzhiqizekeyibaohukongzhiqimianyushoudaoguozaitiaojiandesunhai。yinpinyingyongjuyoubipingjunshuchugonglvyaogaohenduodeduanzanfengzhigonglvxuqiu。bixujiangliuxianshezhidezugougao，yimanzuzhexiefengzhigonglvyaoqiu。waibuqianyasuoding (UVLO) 電(dian)路(lu)還(hai)提(ti)供(gong)了(le)另(ling)一(yi)層(ceng)級(ji)的(de)保(bao)護(hu)，其(qi)可(ke)防(fang)止(zhi)係(xi)統(tong)在(zai)低(di)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)狀(zhuang)態(tai)下(xia)運(yun)行(xing)。當(dang)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)下(xia)降(jiang)時(shi)
，升(sheng)壓(ya)電(dian)源(yuan)將(jiang)試(shi)圖(tu)提(ti)供(gong)盡(jin)量(liang)多(duo)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)，這(zhe)樣(yang)會(hui)導(dao)致(zhi)電(dian)池(chi)電(dian)量(liang)耗(hao)盡(jin)時(shi)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)的(de)急(ji)劇(ju)下(xia)降(jiang)。這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)會(hui)使(shi)電(dian)池(chi)受(shou)到(dao)損(sun)壞(huai)，最(zui)壞(huai)的(de)情(qing)況(kuang)甚(shen)至(zhi)會(hui)使(shi)電(dian)池(chi)報(bao)廢(fei)。簡(jian)單(dan)且(qie)低(di)成(cheng)本(ben)的(de) UVLO 電路由一個參考電路
、一個雙通道比較器和若幹個電阻組成。

本設計中，四個相位均以 500 kHz 進行切換，並且分別為 90 度同步。圖2 顯示了所有四個相位的漏－源(yuan)電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)。來(lai)自(zi)每(mei)一(yi)個(ge)相(xiang)位(wei)的(de)紋(wen)波(bo)電(dian)流(liu)在(zai)輸(shu)入(ru)端(duan)和(he)輸(shu)出(chu)端(duan)進(jin)行(xing)求(qiu)和(he)，同(tong)時(shi)它(ta)們(men)在(zai)輸(shu)入(ru)端(duan)和(he)輸(shu)出(chu)端(duan)部(bu)分(fen)地(di)互(hu)相(xiang)抵(di)消(xiao)。這(zhe)就(jiu)同(tong)時(shi)減(jian)少(shao)了(le)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)器(qi)的(de) AC 紋波電流。另外
，綜合紋波電流為 2 MHz 時(shi)，相(xiang)位(wei)頻(pin)率(lv)則(ze)是(shi)單(dan)個(ge)相(xiang)位(wei)頻(pin)率(lv)的(de)四(si)倍(bei)。由(you)於(yu)更(geng)低(di)的(de)紋(wen)波(bo)電(dian)流(liu)以(yi)及(ji)更(geng)高(gao)的(de)頻(pin)率(lv)

，與(yu)單(dan)相(xiang)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)相(xiang)比(bi)，輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)量(liang)在(zai)多(duo)相(xiang)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)中(zhong)要(yao)小(xiao)得(de)多(duo)。更(geng)高(gao)效(xiao)的(de)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)還(hai)允(yun)許(xu)轉(zhuan)換(huan)器(qi)更(geng)為(wei)快(kuai)速(su)地(di)對(dui)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)的(de)變(bian)化(hua)做(zuo)出(chu)響(xiang)應(ying)。

將功率級分成多個相位降低了各個功率組件的應力。更低的電流和額定功率提供了一個更寬的現貨供應電感、FET 和二極管選擇範圍。與單相解決方案相比
，其功率損耗更低且分布區域更廣，從而簡化了散熱管理。在驅動 300W 負載的情況下，這種 4 相位設計擁有 94% 的效率
，從而實現了低於20W的損耗。
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尋找一款可以驅動兩個以上相位的升壓控製器會帶來一定的設計挑戰。TPS40090 多相升壓轉換器非常適用於高功耗音頻應用。