DC-DC BUCK轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)技巧和技巧
基本的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器電路
在開始之前,讓我們回顧一下DC-DC Buck Converter的電路:
零件轉(zhuǎn)換器中的零件權(quán)衡
了解您面臨的設(shè)計(jì)權(quán)衡很重要。
為了幫助您,我在Buck Design中開發(fā)了一個(gè)“影響什么”的矩陣:
喬治·比納(George Biner)的“影響什么”。
主要的權(quán)衡是選擇電感(與k因子,即峰值與峰值與平均電感器電流的比率相反),輸出電容和開關(guān)頻率以實(shí)現(xiàn)足夠的紋波和瞬態(tài)響應(yīng)。
設(shè)計(jì)人員應(yīng)該利用調(diào)節(jié)器IC制造商的設(shè)計(jì)工具來確定組件值和電路模擬。
了解您的電容器
確保電容器在操作頻率下具有電容,并知道其自動(dòng)頻率在哪里。
陶瓷在廣泛的頻率上很好,但電容相對(duì)較低。通常,一種電容器類型不能覆蓋整個(gè)頻率范圍,并且必須并行使用兩種類型(例如,陶瓷和電解性),陶瓷靠近電路。
電容器還通過施加的偏置電壓損失了很多額定電容。
信任但驗(yàn)證:芯片和組件
在由第三方制造的具有微小且未標(biāo)記的組件的PCB上,您必須相信板填充器安裝了正確的組件。確保您的信任不會(huì)放錯(cuò)。
如果您已將芯片發(fā)送到制造商進(jìn)行故障分析,請(qǐng)不要等待結(jié)果。如今,芯片質(zhì)量水平很高,芯片極不可能使您不好。該分析也需要一些時(shí)間。同時(shí),您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)真正的問題。
如果您使用的是數(shù)字芯片,請(qǐng)驗(yàn)證您已更改的設(shè)置實(shí)際上已寫入芯片中,而不僅僅是GUI。
考慮測(cè)試和測(cè)量
不要假設(shè)直流電壓在不使用范圍驗(yàn)證的情況下是穩(wěn)定的。
測(cè)量漣漪的過程很多 - 執(zhí)行它的合適設(shè)備很昂貴。雖然使用精美的差分探針,但您可以使用單端探測(cè)器 - 僅確保接地線非常短,并且在V OUT旁邊連接。
使用1倍探針(您可以自己構(gòu)建)。 10倍探針將沒有您需要的靈敏度。
通過電感器的寄生電容,HF尖峰夫婦升至輸出。您可能需要減慢上部MOSFET的轉(zhuǎn)機(jī),以減少底部MOSFET的振鈴或DV/DT偽造的轉(zhuǎn)盤,盡管這會(huì)降低效率。
分析您的輸入電容
輸入電容比輸出電容少得多,但是要達(dá)到輸入噪聲要求并確保電路不會(huì)餓死電路。
輸入電容器具有較大的波紋電流,在50%占空比的峰值上達(dá)到峰值,產(chǎn)生熱量并縮短帽子的壽命。確保電流屬于其規(guī)格。當(dāng)您添加更多的平行c時(shí),會(huì)有一個(gè)基本的權(quán)衡,因?yàn)檩^低的ESR會(huì)導(dǎo)致更高的波紋電流和更多的加熱。為了真正使輸入紋波電流下降,您可能需要一個(gè)系列電感器。
由于占空比較高,因此C的當(dāng)前繪制較高,從而導(dǎo)致芯片下的d下垂的v越多,如果您已經(jīng)接近越來越接近較低的V in limimimimen,則這將變得很重要-在這些情況下,您可能需要添加C。
提前考慮PCB布局
了解當(dāng)前路徑的基礎(chǔ)知識(shí)和高電流環(huán)的化。學(xué)校教了很多有關(guān)前進(jìn)電路路徑的知識(shí),但對(duì)回程道路一無所知,這顯示為完美的地面符號(hào)!進(jìn)行布局,以使返回電流可以遵循其自然路徑(化的循環(huán))。
保持功率路徑電感較低。通過它們脈動(dòng)電流會(huì)產(chǎn)生電壓尖峰和輻射EMI。高功率vias還可以,但應(yīng)理解它們的特征。
了解電路節(jié)點(diǎn)的阻抗水平并相應(yīng)地保護(hù)它們。例如,誤差放大器的求和節(jié)點(diǎn)是高阻抗,并且對(duì)噪聲敏感 - 將其隔離并使其小。
尊重模擬,數(shù)字和電源之間的分區(qū),并提供自然的回程路徑。恒星接地避免通過與敏感,低級(jí)電路共享的地面路徑進(jìn)行大型脈動(dòng)電流。