12V-3.5A非同步降压转换器电路
时间：2024-11-15 11:37:13
设想了一个12V-3.5A非同步降压转换器电路。输出电压可在 14V 至 28V 之间变迁，而输入电压固定为 12V。因为控制器集成 MOSFET (80miliohm) 的低 RDS(ON)，该电路能够继续供应高达 3.5A 的电流。转换器的高开关频次（1MHz）同意咱们应用小电感，但应遵照多种PCB设想规则以保障电路的稳固运转。
电路阐发
图1所示为示意图。该电路的焦点是 TPS54332DDA 芯片1。依据数据表：“TPS54332 是一款 28V、3.5A 降压转换器，拥有集成高侧 N 沟道 MOSFET。为了进步路线和负载瞬态时期的功能，该器件完成了恒定频次电流模式操纵，从而减少了输入电容并简化了内部频次赔偿设想。TPS54332 的预设开关频次为 1 MHz。
图 1：14-28V 至 12V-3.5A 1MHz DC-DC 降压转换器原理图
TPS54332 需求 3.5V 的最小输出电压能力失常运转。EN 引脚拥有一个外部上拉电流源，可用于经由过程两个内部电阻调理输出电压欠压锁定 (UVLO)。另外，当 EN 引脚悬空时，上拉电流为器件供应了默许运转前提。不开关且无负载时，事情电流平日为 82 μA。当器件禁历时，电源电流平日为 1 μA。集成的 80mΩ 高侧 MOSFET 可完成继续输入电流高达 3.5A 的高效电源设想。
TPS54332 经由过程集成启动充电二极管减少了内部组件数目。集成高侧 MOSFET 的偏置电压由 BOOT 至 PH 引脚上的内部电容器供应。UVLO 电路监督启动电容器电压，并在电压低于平日为 2.1V 的预设阈值时封闭高侧 MOSFET。输入电压能够降压至与参考电压同样低。经由过程增添内部电容器，TPS54332 的慢启动时候能够调理，从而完成灵巧的输入滤波器抉择。
为了进步轻负载条件下的服从，当峰值电感器电流降至 160 mA 如下时，TPS54332 通常会进入非凡的脉冲跳跃经济模式。频次折返可下降启动和过流条件下的开关频次，以赞助操纵电感器电流。热关断在毛病情况下供应了额定的维护。”
C5 和 C6 稳固（尤其是在浪涌电流消耗时）转换器并下降输出噪声。R2 和 R3 的分压器确保电压电平保持在 1.4 至 6V 之间，以保障控制器在输出电压范围内坚持开启状况。EN 引脚能够悬空，但不倡议如许做，特别是在思量应用 UVLO 性能时。
PCB结构是此类高频、大电流设想中最首要的要素。图 2 应当让您懂得若何应用电源层而不是走线来连贯高电流 PCB 网络。另外，必需防止电源层或任何轨道中的任何环路。在降压转换器设想中，D1 二极管和 C6 必需尽量接近控制器搁置。异样，C2 应尽大概接近电感。
精确接地是另一个转变游戏划定规矩的设想点。底层几乎是实心铜立体（蓝色），并分配给空中以缩小接地门路的长度和阻抗。顶层（赤色）的空缺地区也已被空中遮盖，但遵照星-地-结构（无接地环路）划定规矩。该手艺可确保低 EMI（发射）和较低的输入噪声。
我搁置了一些过孔，以进一步减小环路尺寸和接地门路的阻抗。控制器下方的 VIA 更大，由于芯片下方的电流很高，并且它们另有助于经由过程铜层散热。图3所示为该板的装配图。
图 3：14-28V 至 12V-3.5A 1MHz DC-DC 降压转换器装配图
电路阐发
图1所示为示意图。该电路的焦点是 TPS54332DDA 芯片1。依据数据表：“TPS54332 是一款 28V、3.5A 降压转换器，拥有集成高侧 N 沟道 MOSFET。为了进步路线和负载瞬态时期的功能，该器件完成了恒定频次电流模式操纵，从而减少了输入电容并简化了内部频次赔偿设想。TPS54332 的预设开关频次为 1 MHz。
图 1：14-28V 至 12V-3.5A 1MHz DC-DC 降压转换器原理图
TPS54332 需求 3.5V 的最小输出电压能力失常运转。EN 引脚拥有一个外部上拉电流源，可用于经由过程两个内部电阻调理输出电压欠压锁定 (UVLO)。另外，当 EN 引脚悬空时，上拉电流为器件供应了默许运转前提。不开关且无负载时，事情电流平日为 82 μA。当器件禁历时，电源电流平日为 1 μA。集成的 80mΩ 高侧 MOSFET 可完成继续输入电流高达 3.5A 的高效电源设想。
TPS54332 经由过程集成启动充电二极管减少了内部组件数目。集成高侧 MOSFET 的偏置电压由 BOOT 至 PH 引脚上的内部电容器供应。UVLO 电路监督启动电容器电压，并在电压低于平日为 2.1V 的预设阈值时封闭高侧 MOSFET。输入电压能够降压至与参考电压同样低。经由过程增添内部电容器，TPS54332 的慢启动时候能够调理，从而完成灵巧的输入滤波器抉择。
为了进步轻负载条件下的服从，当峰值电感器电流降至 160 mA 如下时，TPS54332 通常会进入非凡的脉冲跳跃经济模式。频次折返可下降启动和过流条件下的开关频次，以赞助操纵电感器电流。热关断在毛病情况下供应了额定的维护。”
C5 和 C6 稳固（尤其是在浪涌电流消耗时）转换器并下降输出噪声。R2 和 R3 的分压器确保电压电平保持在 1.4 至 6V 之间，以保障控制器在输出电压范围内坚持开启状况。EN 引脚能够悬空，但不倡议如许做，特别是在思量应用 UVLO 性能时。
R4和C7为慢启动（软启动）元件，但C7的值不该高于27nF。C1 是 100nF 自举电容。D1、L1、C2、C3 和 C4 是降压转换器组件，用于稳固输入电压和电流。R1 和 R5 是界说输入电压电平的反馈电阻器，然则，您可以使用如下公式从新计较这些值并应用所需的电阻器，此中 R6、C8 和 C9 是偏差放大器组件：
图 2 表现了电路的 PCB 结构。这是一块两层PCB板，底层只分配到地。
PCB结构是此类高频、大电流设想中最首要的要素。图 2 应当让您懂得若何应用电源层而不是走线来连贯高电流 PCB 网络。另外，必需防止电源层或任何轨道中的任何环路。在降压转换器设想中，D1 二极管和 C6 必需尽量接近控制器搁置。异样，C2 应尽大概接近电感。
精确接地是另一个转变游戏划定规矩的设想点。底层几乎是实心铜立体（蓝色），并分配给空中以缩小接地门路的长度和阻抗。顶层（赤色）的空缺地区也已被空中遮盖，但遵照星-地-结构（无接地环路）划定规矩。该手艺可确保低 EMI（发射）和较低的输入噪声。
我搁置了一些过孔，以进一步减小环路尺寸和接地门路的阻抗。控制器下方的 VIA 更大，由于芯片下方的电流很高，并且它们另有助于经由过程铜层散热。图3所示为该板的装配图。
图 3：14-28V 至 12V-3.5A 1MHz DC-DC 降压转换器装配图
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