电感式开关电源(BUCK 降压电路)
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分类
肖特基二极管会消耗电压。
MOS管的电阻比较小。
开关电源芯片的重要参数
输入电压UI 范围
输出电压UO范围
最大输出电流大小IO范围
开关频率f
EN脚和FB脚参考电压
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常见芯片示例
常用品牌:
美国:
TI:TPS5420、TPS5430、TPS5450
MPS:MP2307、MP4560、MP1593、MP1584
ADI
中国台湾:RICHTEK(台湾立锜科技)、矽力杰(SILERGY)
中国大陆:芯龙XLSEMI、圣邦微、南芯(多为晶圆倒装工艺,QFN封装,对普通DIY用户不友好)
非同步整流降压
LM2596
开关管内置:
MP4560
开关管内置:
同步整流降压
MP2307
开关管内置:
TPS40057
开关管外置:
应用
正电压降压
负电压
把原正压稳压电路的Vo作为用电器的GND,原原正压稳压电路的地作为用电器的Vin:
FLYBUCK
Flybuck变换器是由同步降压变换器演变而来,通过给电感加上耦合线圈和Flyback式的副边电路来产生隔离的电源输出。
Flybuck变换器可以使用多绕组的变压器来产生多路的隔离输出
一个简单易用,外部元件少的多路隔离电源设计方案
隔离电源应用
隔离式电源是指输入和输出电路之间没有电气连接,不通直流电流的电源
要求电隔离通常是为了满足一些安全标准,或是为了隔绝地线噪音干扰,或是为了提供负电压/平移偏置电压,等等。
应用实例:
开关管驱动的偏置电源
运算放大器偏置电源
给隔离接口供电,如RS-485,CAN等
可编程控制器(PLC)
智能电表
Flybuck与Flyback(反激式)比较
总结
Flybuck变换器提供了灵活便捷的多路隔离电源的解决方案
Flybuck变换器作为优异的传统的反激式变换器替代方案,具有成本效益高,体积小,易于设计使用等优点
LM(2)5017/8/9同步降压稳压器系列能很好地适用于Flybuck变换器,可支持上至100V的宽输入电压范围
LM5017 Flybuck可以实现良好的交叉调节率和高效率的电源设计
示例
非隔离:
隔离:
改造为buck-boost电路做正电压升降压
改造为ZETA电路做正电压升降压
PCB推荐布局
为了保证IC理想的性能,请按下列内容检查PCB布局:
1)采用晶圆倒装工艺的BUCK芯片例如TI的LMR34215
2)采用Ci集成于内部的芯片。TI某款芯片内部集成两个1nF的Ci
3)排列功器件以减小AC回路面积,包括CIN,VIN脚,SW脚以及肖特基二极管
4)尽可能的将去耦瓷片电容CIN紧挨IN脚和功率地GND(增加通孔或以最宽,最短的路径返回)。Ci靠近芯片Vi和GND引脚,越近越好,如22UF和100nF,小容量的靠近芯片;Co,如22UF和100nF,大容量的靠近芯片,Vo取样点放在远离芯片的那个电容的右侧。
5)FB,COMP和ISET的信号GND返回点以单点连接到功率地可获得最佳抗干扰性能。通过铜箔或一系列通孔连接散热焊盘到功率地。
6)使用铜箔铺功率地可获得最佳的散热和抗干扰性能。背面走线越少越好,最好全部覆铜到GND。
7)紧挨FB脚放置反馈电阻。FB覆盖面积越小越好。走线细而短。
8)以最短的走线连接SW回路。
9)电感采用一体成型屏蔽电感,电感两个引脚间距离尽可能大一些,非一体成型电感最好把GND挖空,一挖到底。还要让敏感电路和回路远离电感。特别是VO到FB的走线,特别要避开电感,二极管特别是不能和电感平行。
EMI有两种:传导EMI和辐射EMI,
低噪声,低电磁辐射PCB设计,PCB设计主要影响是辐射EMI,开关在动作过程中电流里面所产生的高频分量所产生的噪声。
要保护敏感节点,不受开关噪声的影响,反馈t点连线要很短,要很细,这样寄生电容最小,耦合进来的噪声也最小,分压电阻放在离反馈管脚最近的地方,模拟地接在一起,然后再和功率地单点接地。
设计:
设计工具
TI
MPS
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参考:https://blog.csdn.net/weixin_44457994/article/details/122757942