就像是負(fù)載電流較低,偏壓電流便會降至最低,以確保能保持以上所說的最高效率,如此一來便會減緩穩(wěn)壓速度。假設(shè)此時的負(fù)載過高,穩(wěn)壓器便會提高偏壓電流,才能確保負(fù)載瞬時反應(yīng)達到最佳化的目標(biāo)。不過,這樣的設(shè)計方式會使得系統(tǒng)的整體越來越復(fù)雜,因為低靜態(tài)電流供電系統(tǒng)為不同負(fù)載狀況,提供的總電流便會因此而上升,這是一個無可避免的發(fā)展趨勢。
另外,雖然目前市場上已有部分具有低靜態(tài)電流、高輸入電壓的低壓降穩(wěn)壓器解決方桉,不過大部分的解決方桉的最高輸出電流都不超過 100mA。即使這些解決方桉可以提供較高的輸出電流,但也會增加系統(tǒng)功耗,使問題變得更為復(fù)雜。
可否改用開關(guān)穩(wěn)壓器作為解決方案
從上面的問題來看,考慮到使用開關(guān)式的電源供應(yīng)解決方桉,對于高輸出電流的效率問題就能獲得解決。不過,這有辦法對應(yīng)到舊問題,但新的問題又會出現(xiàn)。例如:低負(fù)載的設(shè)計方式會產(chǎn)生其它問題,因為在汽車電子系統(tǒng)中的電源供應(yīng)解決方桉中,大部分是采用固定式開關(guān)頻率的設(shè)計方式,才能將電子設(shè)備的脈沖寬度調(diào)變(PWM)控制設(shè)計維持最佳化的狀態(tài)。而采用PWM設(shè)計方式的主要優(yōu)點,較能符合電磁兼容性(EMC)的規(guī)范要求,并在需要時可以按照設(shè)定的開關(guān)頻率,優(yōu)化所有濾波功能??上В?/span>PWM模式也有所限制,例如:在低負(fù)載的情況下,效率便不大理想。
另外,由于開關(guān)過程會產(chǎn)生損耗電流,加上開關(guān)穩(wěn)壓器本身也需消耗電流,因此當(dāng)實際負(fù)載下降到最高負(fù)載的10%以下的時候,供電系統(tǒng)的整體效率便會大幅下降,若實際負(fù)載下降到最高負(fù)載的1%,效率甚至?xí)陆抵?/span>50%以下。因此,這方面的表現(xiàn)必須經(jīng)過大幅的改善之后,開關(guān)穩(wěn)壓器才能夠適何用在備用供電系統(tǒng)上。
脈沖頻率調(diào)變(PFM)模式
另一項,看似可行的解決方桉則是利用脈沖頻率調(diào)變的控制方法。其主要特點在于,開關(guān)頻率會因為負(fù)載電流而有所改變。換句話說,就是當(dāng)負(fù)載電流越低,開關(guān)頻率也就越低,如此一來便可將低負(fù)載電流所產(chǎn)生的開關(guān)損耗降到最低。
基本上,使用開關(guān)穩(wěn)壓器作業(yè)時,耗損掉的電流也會降低,因為這類型的穩(wěn)壓器電路設(shè)計比較簡單,而體積也較小。因此,系統(tǒng)也可以獲得更廣的負(fù)載范圍,并發(fā)揮更高的效率。但負(fù)載若降到接近最低的極限,導(dǎo)致電流低于1mA,效率便未必這么理想。另一缺點是由于開關(guān)頻率并不固定,電磁兼容性的表現(xiàn)便較難預(yù)測,甚至需要投入更多資源改善設(shè)計。因此,甚少車用電子系統(tǒng)采用這個解決方桉。
磁滯控制(Hysteretic Control)
或許,利用磁滯進行控制也是另一個具有可行性的解決方桉。就像 PFM模式一樣,即使在低負(fù)載的作業(yè)情況下,系統(tǒng)也可調(diào)節(jié)開關(guān)頻率,比方說,頻率會隨著負(fù)載的減少而下降。因此,負(fù)載越低,效率則越高,這就是應(yīng)用磁滯控制的最大優(yōu)點。
但在,一旦系統(tǒng)處于高負(fù)載的運作下,系統(tǒng)的開關(guān)頻率將會視不同的組件參數(shù)及運作狀況,而有所改變,例如:輸入電壓、負(fù)載電流、電感值、輸出電容器,以及等效串聯(lián)電阻等,將對開關(guān)頻率都有很大的影響。而上述參數(shù)的數(shù)值大部分都會隨著溫度的變化而變動,若將這些因素加在一起,開關(guān)頻率及電磁兼容性更難符合汽車工業(yè)的嚴(yán)格規(guī)范。