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      6. 電源電路詳解-降壓電路(DC DC)
        • 發布時間:2022-03-23 16:41:17
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        電源電路詳解-降壓電路(DC DC)
        降壓電路DC to DC
        拓撲結構
        降壓電路
        1、降壓拓撲如上圖,要想掌握降壓電路,必須深刻理解拓撲結構,幾乎所有降壓DC to DC 都是基于此拓撲結構。
        2、環路一,開關導通時的電流路徑;環路二,開關閉合時的電流路徑。閉合環路,變化的電流產生磁場,為了降低EMC,設計PCB 時,環路設計應該盡量小,同時,不要干擾了模擬電路,比如反饋回路、增益補償、使能部分等。
        3、為了降低功耗,功率電感應該選取低DCR 的,飽和電流為平均電流的4/3(經驗值);續流二極管D 選取肖特基二極管,或選擇同步降壓IC(集成了續流二極管)。
        4、為了降低輸出紋波,電感值、電容值需要選擇合適的值,一般datasheet 有推薦, 電感值越大,相對紋波越小,同時,由于電感阻礙電流變化,導致響應負載的速度變慢;
        電容一般選用鋁電解電容與陶瓷電容(低ESR)的組合,高度有限制或對成本不敏感時,可以選擇鉭電容,鉭電容溫度特性好,低ESR,壽命長,但成本高,耐壓差(耐壓最好選擇大于2 倍的輸出電壓);
        5、為了降低EMC,環路設計盡量小,輸入部分可以增加π型濾波器,磁珠,電感部分可以增加RC 高頻吸收器;
        6、根據需要,輸入部分需要增加TVS 抗浪涌,防反接保護電路,如果輸入電容很大,避免上電時充電電流過大,可以考慮增加PTC 電阻。
        選型依據:輸入與輸出電壓,平均電流,最大電流,封裝,成本等。
        實例分析
        1、原理圖設計
        降壓電路
        說明:MP2451 降壓電路,最大輸出600mA
        降壓電路
        說明:MP1584 降壓電路,最大輸出3A
        部分設計說明:
        1、輸入部分增加TVS,防浪涌;
        2、輸入部分增加了防反接肖特基二極管,防止電源反接燒IC,如果輸入電流大的話,可以使用PMOS 管做防反接設計;
        PCB 設計
        降壓電路
        降壓電路
        部分設計說明:
        1、開關環路盡量小,穩定環路,降低EMC;
        2、模擬器件盡量靠近IC,同時避免開關環路的干擾;
        3、FB 取樣點在輸出濾波電容上,提供環路穩定性;
        調試
        1、確保焊接無誤,上電之前,可以用萬用表測量輸入與輸出部分對地的阻抗,防止短路,或取樣電阻焊接錯誤;
        2、上電前,直流電源限流保護;
        3、萬用表測試輸出電壓是否正常,如果不正常,檢測器件焊接;
        4、示波器測開關波形,與datasheet 參照,確保開關波形正常;
        5、輸出短路,輸入反接等保護測試;
        6、老化測試。
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