实际设计一个降压电路事实上挺简单的,只要学会看数据手册就行,本次设计使用ti的芯片tps62903进行设计说明。
设计就得有设计需求,比如输入电压,输出电压,纹波,输出电流等等。
本次设计的需求很简单:
vin:5v,vout:1.2v .ioutmax: 2a.
(一)
第一步看芯片手册第一时间看功能描述,如下图,可以基本了解此电源芯片的基本情况。比如。工作频率、输出电流、工作温度,反馈参考电压、封装等等。在了解了芯片的基本情况,就能大概考虑是否此芯片符合我们的设计需求。
(二)
设计电源电路这第二步得看芯片手册中对芯片的电气特性(electrical characteristics)描述部分,能更详细的得出芯片的详细参数。如下图,咱们可以看出,可选频率为1m或2.5mhz频率,vout精度可达±1%vout精度可达±1%,输入电压范围3v ~ 17v、等等
(三)
搞设计只设计咱们想要的,要功能也只挑选咱们想实现的进行。这就得看看芯片的引脚描述和参考设计了,如下图所示。
这个芯片,共有9个引脚。分别是:输出良好引脚,开关调节引脚,电压输出检测引脚,地脚、使能引脚、模式选择引脚,延时设计引脚、反馈输入引脚。
咱们做设计就要了解每一个引脚的作用,然后进行设计。
第一个引脚pg 引脚,全称powergood,一般用于下一级电源使能,这个芯片的输出电压稳定后,这个引脚才会输出一个高电平,表示我输出ok了,你可以进行下一步了。一般会使用一个电阻将其上拉,上拉电压依据设计决定,本次设计没有二级电源,保持悬空。
第二个是sw引脚,转换器开关引脚,连接内部电源开关。连接sw和输出电容之间的需要一颗电感,电感后面需要连接滤波电容设计。
第三个vos,输出电压检测引脚。直接连接到输出电容的正引脚。
第四个gnd是干嘛的我就不解释了。
第五个en引脚,使能引脚,这个引脚的电压高于一定值,这个芯片才会工作。
第六个vin引脚,电压输入端,需要滤波电容设计。
第七个mode引脚,模式选择引脚,可实现设备模式选择(自动pfm/pwm或强制pwm操作)和smartconfig™引脚
第八个ss/tr引脚,软启动时间设置引脚,从这个引脚连接到gnd的外部电容定义,内部参考电压的上升时间。引脚也可以用作跟踪的输入和测序。引脚可以保持浮动最快的上升时间
第9个fb、vset引脚,fb表示:电压反馈输入。连接电阻输出分压器到这个引脚。vset:输出电压设置引脚。将电阻连接到gnd来选择输出电压;
然后继续向下阅读。
电源的内部结构,可以了解一下,知道dc_dc芯片是如何工作的
(四)
很多手册都会给出推荐值,下图是手册给出的推荐器件的值范围
1、手册给出了频率设置电阻选型。本次设计选择1mhz,频率越高,开关管的损耗越高,开关频率升高时,效率会下降。若要改善各种频率下的效率,就应选择低导通阻抗、低闸极电压和满负载时静态电流很小的直流电源转换器,或者使用等效阻抗更小的电感和电容。
2、通过对mode引脚上拉、连接电阻,可以实现不同频率的选择。
对fb引脚操作可以实现固定输出或可调输出,手册已经给出了推荐连接方式如下图是固定输出设计。
根据给出的调节公式计算阻值,实现可调输出设计,如果没有看到手册给出推荐值,一般先确定一个值,然后去计算另一个值,本次设计以可调设计,电阻选择两个100k电阻(封装小一点,节省pcb布局空间)。
(五)
算好了输出电压,就得选择输出电感了。手册中已经给出了il值,il值就是电感通过的电流值,即idc(本次设计需求最大值为2a),δil是电感的纹波电流,会影响输出电压的纹波。
对于一个固定的电感量而言,输入电压越高,纹波系数就越高。当输入电压固定时,电感量越小,纹波系数就越高。纹波系数越高,意味着流过电容的纹波电流越大,对于相同的纹波电压需求来说,就需要更大的电容量。
一般情况下纹波系数r可以使用r=δil/ioutmax=0.5进行计算,也可以适当选择0.4或者0.6,依据设计情况确定。ioutmax是“电流最大值”,可以根据需求分析,负载端的功耗评估得知。本次设计需求纹波为输出电压的2%。即1.2*2%=0.024v。
即已知△il=2*0.5=1a.
求得lmin=0.76uh.最小值为0.76,本次设计使用2.2uh的电感(可选其他电感),可以反推出△il。进而求得纹波系数。
(六)
电源的输入输出都需要使用电容滤波。手册中已经给出了如何选择滤波电容。输入输出电容可选22uf
(七)
软启动设计,手册中iss的典型值给的2.5ua,可根据实际情况选择,本次设计选择1nf电容,进行设计。
(八)
设计完成效果图如下:
电磁流量计的工作原理及应用现状
电感最重要的公式解析
昔日的销量神车2019年创开门红,它能否再续神话?
Codeviser仿真器的使用
有刷直流电机的PWM驱动中其他电流再生方法
BUCK电路—5V转1.2V设计实例
继华为Mate9问世之后,华为P10将配备曲面屏幕和无线充电
燃气热水器哪个牌子好?想要静音无扰就选它
基于预训练语言模型的行业搜索的应用和研究
典型返驰式拓扑设计——实现最佳化电源
汽车电子占比较低 未来提升空间大
电容的去耦半径计算
鸿蒙系统是安卓换皮吗?鸿蒙系统本质还是安卓?
按我国有关标准规定主要蓄电池系列产品有哪些?
变电站变压器下散热器、油枕红外检测,这一招电力检测人员必看!
4年惠及8000多贫困户,光伏电站为扶贫标杆贡献力量
华为25年创业就是一部全面西化史
三星收购医疗图像公司NeuroLogica
米尔科技AM335X开发板外扩方案
新加坡移动公司M1与诺基亚、华为合作进行5g试验