PI33xx:把零电压开关技术应用在降压稳压器上.pdf
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The PI33xx: 把零电压开关技术应用在降压稳压器上
WHITE PAPER
2012年7月
Picor PI33XX Cool-Power
®
ZVS降压稳压器系列产品，提供最大的功率密度和高效负载点
DC-DC稳压。这款独特的高密度降压稳压器，在一个表面安装封装内集成了高性能零电压
开关(ZVS)拓扑以及功率和辅助组件。本文简要介绍PI33xx降压稳压器系列产品中零电压开
关(ZVS)拓扑的性能和价值。
降压稳压器的关键要求通常是尺寸和效率。由于印制电路板面积弥足珍贵，哪个设计人员
也不愿意分配额外的空间给功率设计方案。此外，由于单片机和数字信号处理器（DSP）
不断推陈出新, 电路板设计方案也不断升级,尽管功率有所增加，但产品尺寸却不能增大了。
因此，高密度稳压器便顺着最新IC集成技术、MOSFET及封装工艺的改良而不断发展。纵
使这样, 这些稳压器还是无法满足新系统的应用要求. 尤其是系统内部的功率密度正日益提
高。其主要原因是开关损耗阻碍稳压器MOSFET的内部性能。如果不从根本上解决这些损
耗问题，那么只能期望些微的性能提升。
导致稳压器MOSFET开关损耗的主要原因是：高电平端MOSFET导通、米勒（Miller）栅极
电荷以及体二极管传导损耗。高电平端MOSFET导通时，正好是稳压器MOSFET进行最高
电压和电流开关的时候，由此带来的最大功率损耗。随着转换或稳压的输入电压的增高，
这些损耗将进一步放大。
输入电压越高，主MOSFET的电压也就越高,导通损耗也就越大。这些开关损耗将阻碍整个
功率系统解的发展, 无法取得突破性的进展。例如，在工业流程控制系统中，要想将24V稳
压至3.3V，需要通过两级降压稳压器：首先，将24V电压转换到12V；然后,再将12V电压
转换到3.3V。相反，有些稳压器只需要一次转换，如PI33xx，可以直接将24V电压转换到
3.3V，不仅提高效率，而且大幅降低成本，缩小空间，并提高可靠性。
开关损耗还限制了稳压器的开关频率。开关频率越高，MOSFET开关时间就越长，损耗就
越大。如果开关不能在高频率切换，将限制更小型无源组件(电阻、电容和电感)的使用，从
而使稳压器密度受到影响。
PI33xx采用零电压开关（ZVS）拓扑允许在更高频率和更高输入电压进行操作，而且不会
牺牲效率。同传统稳压器采用的硬开关拓扑相比，零电压开关（ZVS）拓扑是一种软开关
拓扑。同传统稳压器相比，PI33xx的软开关技术具有更高的效率以及更高的密度性能。零
电压开关（ZVS）拓扑通常是成就高性能隔离电源的因素。在PI33xx内部集成零电压开关
（ZVS）拓扑，实乃业界首创。
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