【導讀】由于單片機和數字信號處理器（DSP）不斷推陳出新, 電路板設計方案也不斷升級,盡管功率有所增加，但產品尺寸卻不能增大了。因此，高密度穩壓器便順著最新IC集成技術、MOSFET及封裝工藝的改良而不斷發展。
降壓穩壓器的關鍵要求通常是尺寸和效率。由于印制電路板面積彌足珍貴，沒有誰愿意分配額外的空間給功率設計方案。此外，由于單片機和數字信號處理器（DSP）不斷推陳出新, 電路板設計方案也不斷升級,，管功率有所增加，但產品尺寸卻不能增大了。因此，高密度穩壓器便順著最新IC集成技術、MOSFET及封裝工藝的改良而不斷發展。
縱使這樣，這些穩壓器還是無法滿足新系統的應用要求。尤其是系統內部的功率密度正日益提高。其主要原因是開關損耗阻礙穩壓器MOSFET的內部性能。同時，需要更高的V(in)/V(out)轉換比例及更高的開關頻率。如果不從根本上解決這些問題，那么只能期望些微的性能提升。
Picor引入一個高性能、高度集成、軟開關降壓穩壓器平臺，可高頻工作,大幅度地降低開關損耗,提高效率。PI33xx采用零電壓開關（ZVS）拓撲允許在更高頻率和更高輸入電壓進行操作，而且不會犧牲效率。同傳統穩壓器采用的硬開關拓撲相比，零電壓開關（ZVS）拓撲是一種軟開關拓撲。同傳統穩壓器相比，PI33xx的軟開關技術具有更高的效率以及更高的密度性能。零電壓開關（ZVS）拓撲通常是成就高性能隔離電源的因素。在PI33xx內部集成零電壓開關（ZVS）拓撲，實乃業界首創。
圖1給出PI3301(PI33xx系列產品的3.3V版本)與業界常用高密度穩壓器對比的效率性能。PI3301采用零電壓開關（ZVS）或軟開關拓撲，而競爭產品則采用硬開關拓撲，圖1中給出輸入電壓分別是12V、24V和36V時的效率性能。從圖1中的對比可以看出，硬開關穩壓器在較高輸入電壓時效率退化。這個效率退化是硬開關拓撲中開關損耗帶來的直接結果。
圖1：Picor PI3301 Cool-Power ZVS降壓穩壓器與競爭產品的效率性能對比
PI33xx系列產品工作頻率在1.5MHz以上，是傳統高密度穩壓器的2～3倍。在更高的頻率工作不僅降低無源組件的尺寸，而且降低外部濾波組件的尺寸，并允許對輸入瞬態和負載瞬態做出快速動態響應。
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PI33xx內的零電壓開關（ZVS）開關拓撲
圖2是對傳統降壓拓撲與采用零電壓開關（ZVS）拓撲的PI33xx進行直接對比。首先，常用的方法是在完整開關周期起始處(圖2中黃色豎條表示)，高端MOSFET得到指令而導通。在導通之前，有電流流經輸出電感器和同步MOSFET。為了避免兩個MOSFET的交叉傳導，在關閉同步MOSFET和開啟高端MOSFET之間存在一個微妙的平衡。
圖2：PI33xx降壓拓撲與傳統產品的對
PI33xx之所以能夠解決傳統穩壓器的高導通損耗問題，是因為在高端MOSFET導通之前，避免高電流體二極管傳導；使高端MOSFET的漏極-源極電壓為零或接近零，而且不產生高電流尖脈沖或有破壞性的振鈴。針對Q1的零電壓開關（ZVS）動作，在Q1導通時可以消除米勒效應，允許在導通時使用更小的驅動器或更低的柵極驅動。
通過改進開關拓撲，能夠以更高的效率和更小的尺寸，實現對更高電壓的穩壓。通過PI33xx中的零電壓開關（ZVS）拓撲, Picor為工程師提供了一款高性能降壓穩壓器，可以將36Vin直接調節至3.3V，另外，導通時間最短20ns,支持36:1的高比率轉換，這是傳統硬開關高密度穩壓器所難達到的。
Picor Cool-Power ZVS 降壓穩壓器非常容易使用。只需輸入/輸出電容, 和一個輸出電感就是所有需要外加的元件，無需外部參數設置。引腳對引腳兼容, 可很容易的轉換更高或更低電流的元件, 只需 以 “拿掉-貼上”的方式布線。如果另有其他功能, 增加不同應用的靈活性。
圖3：Picor Cool-Power尺寸大小和與同行產品轉換效率對比
