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如何选用DC/DC转换器IC外围器件?

时间:2021-02-26 00:34:47

外围器件的选用

外围设备的产品型号请参考数据目录中标准电路使用示例表1,说明外围设备对DC/DC转换器特性的影响。表1:选择与特性相对应的外围设备

备注)使用不同功率MOSFET作为一个外置晶体管时,不需要RB,CB。关于社会各个城市外围器件的详细研究内容,请参考进行以下记述。

线圈

请参阅表2选择与振荡频率和输出电流(负载)对应的电感。


请尽可能选择DCR(直流电阻)低的线圈。逐渐降低L值,峰值电流(Ipeak)将增大,到达一定的L值时,形成最大输出电流。此外,逐渐增大L值可降低由峰值电流引起的开关晶体管的损害,到达一定数值时效率为最大。
再逐渐增加L值时,由线圈的直流电阻(DCR)引起的损耗将增大,使得效率恶化。在选用线圈时,请注意额定(容许)电流。当输入电流超过额定(容许)电流之后、线圈将发热,引起磁饱和现象,效率将显著恶化。此外,大电流会引起IC的损坏,请注意在峰值电流不超过额定电流的范围内选用。表2电感值的选定标准

50kHz100kHz180kHz300kHz500kHz
小负载330μH220μH100μH47μH22μH
中负载220μH100μH47μH22μH10μH
大负载100μH47μH22μH10μH6.8μH

以xc6367a和xc6368a为例,比较了同一形状线圈在不同振荡频率下的效率。结果如下图所示。XC6367A系列,VOUT=5V,Vin=3.3VTr.=XP161A1355PR,SD=MA2Q737,线圈=CR54,Cin=220μF,CL=47μF

XC6368ASeries,VOUT=5V,Vin=3.3V

161a1355pr, SD = Ma2q737, coil = CR54, CIN = 220F, CL = 47f

在不连续模式下,根据以下公式计算线圈的峰值电流ILpeak。请使用额定电流值大于线圈峰值电流的线圈。另外,以下公式是在无损耗的理想条件下计算的,在实际应用中会大于计算值。

ILpeak2=2(Vout-Vin)xIout÷(LxfOSC)
Ex.)Vin=3V,Vout=5V,Iout=10mA,fOSC=100kHz,L=100μH
ILpeak=SQRT(2x(5-3)x0.01/(100000x0.0001))≒63mA

二极管

请使用具有小正向压降的二极管。本实用新型可以抑制正向压降的压降造成的损失,提高效率。另外,可以降低升压电路的起动工作电压吗?请选择线圈峰值电流,vf & lt; 0.6 v 二极管。使用结电容小的二极管。当结电容较大时,开关速度减小。当二极管打开或关闭时,峰值噪声增加。另外,当开关速度降低时,开关损耗增大?3、请选择小型二极管的反向漏电流。在大红外条件下,小负载效率降低,峰值噪声增大。特别是在高温下 ir 会增加,需要特别注意。一般来说,大电流(低电压)二极管倾向于增加红外线。升压型 dc/dc 变换器,在输入电压下限(用于降压型 dc/dc 变换器时输入电压上限)的情况下,请选用额定电流大于线圈峰值电流2ー3倍的二极管。.特别是当 pfm 调制时,峰值电流增大,请特别注意?对于升压型 dc/dc 变换器,选择额定输出电压为输入电压1.5倍以上的二极管作为降压型 dc/dc 变换器。请确保端子之间的电压不超过实际使用的额定电压。

负载电容(CL)

1采用低等效串联电阻陶瓷电容器作为负载电容器时,应特别注意其温度特性。除了b特性产品外,由于环境温度和直流偏压特性,IC将无法正常工作。此外,虽然钽电容器、OS-CON和铝电解电容器也可以作为低ESR对应的产品。但请在充分确认工作条件后使用。

2.如果选择钽电容作为负载电容的相应产品,请使用最小10μpF或更大的电容。当用于输出电流大于100毫安的应用时,请连接负载电容大于100 μ F的钽电容。请选择等效串联电阻(ESR)值在0.1ω至0.5ω之间的负载电容。当低ESR电容(OS-CON等)时。)作为负载电容,由于产品不同,IC的相位补偿可能无法完全执行,导致振荡异常。请注意,基本上不应该使用陶瓷电容。另外,钽电容对应的产品,虽然也可以使用OS-CON和铝电解电容,但请在充分确认工作状态后再使用。3.使用铝电解电容器作为负载电容器时,请注意低温下电容的减小和ESR的增大,选择比标准电大2 ~ 3倍的负载电容器。请与10μF以上的钽电容或约0.1 μ f ~ 1 μ f的陶瓷电容并联使用,使用铝电解电容时请注意额定纹波电流。当纹波电流过大时,会引起发热,缩短使用寿命。(请在输出纹波电压低于50mV的范围内选择。)

输入电容(CIN)

1.作为降压DC/DC转换器,输入电容用作消除电源纹波的电容,应尽可能靠近集成电路连接。

2、作为一个升压DC/DC转换器,为了能够降低企业输入系统电源的阻抗成分的影响,请与Cin连接。与负载电容进行不同,不需考虑Cin的电容材料种类以及不同,尽可能可以选择ESR值较低的电容。

外置晶体管

用于输入电压在1.2V以下的用途,因为会出现得不到使功率MOSFET处于导通时的栅极电压状态,请使用双极性晶体管。当用于输出电流大的用途,请使用导通电阻小的功率MOSFET。
使用大电流型的双极性晶体管时,一般情况下,电流增幅率hFE小,将导致基极电流增大,比MOSFET的效率恶化。

功率MOSFET

1、请使用输入电容器Ciss,并输出电容器科斯小产品。使用电容值小于 1000pF 的电源 MOSFET。

2请使用开关速度快的产品(导通时短延时TD(on),TR上升时间短,合闸时短延时TD(off))。随着开关速度的提高,电路效率提高。三。请使用栅极和电源之间的关断电压VGS(off)与输入电压相比非常小的产品。当IC的电源电压低于1.2V时,请使用双极晶体管。当升压DC/DC转换器启动时,需要在IC的电源端子上施加高于VGS(关)的电压。4请使用漏源间导通电阻低的产品。但一般来说,导通电阻很低的产品的电容cis和coss都会增加。RDS(on)和CISS、Coss之间存在折衷。5使用升压型DC/DC变换器时,请使用额定电流约为峰值电流2-3倍的产品。(对于降压型DC/DC变换器,标准为输出电流×降压比×2)。请确认实际机器的加热条件并选择。特别是在PFM调制的情况下,峰值电流值增大,请多加注意。6使用升压型DC/DC变换器时,请选择额定电压大于输出电压(使用降压型DC/DC变换器时输入电压)1.5倍的产品。事实上,请确保端子之间的电压不超过实际机器上的额定电压。7因为一般认为电路的所有损耗(效率降低部分)都是由晶体管消耗的,所以产品的额定损耗应该根据这个范围来选择。当输出电压高,输出电流大时,请选择能完全承受功耗的产品。另外,请确认设备在使用温度范围内的加热情况,必要时采取散热措施。

双极性晶体管

请使用当前增长率为100 ~ 500的产品。一般而言,基极电流极大的 hfe 晶体管较小,而极间反向饱和电流较大,应予以注意。图2。尽可能使用快速开关的产品(导通延迟时间短,tf 下降时间短,tstg 节省时间)。随着转换速度的提高,效率也会提高。请使用收集器的输出能力 cob 小(约10pf 标准)产品。

双极晶体管的RB和CB值

基极电阻(RB)

请使用基极电阻(RB)在250Ω~2kΩ的范围内的产品。在250Ω以下时,将影响IC端的工作状态。
请在上述范围内使用。
当降低RB值时,(大致为200Ω~500Ω)、虽输出电流增大、但小负载时效率降低。
当增大RB值时,(大致为750Ω~2kΩ)、虽输出电流减小,但小负载时效率提高。当晶体管成导通(ON)的状态时,按以下公式由集电极的电流值ISW(IC)算出RB值。考虑电流增幅率hFE的不均匀等,作为实际使用时的ISE(IC),请按实际状态的3倍以上的值进行计算。ISW(IC)=hFExIB=Vout÷(RB+REXTH)
RB≦(Vout-0.7)×hFE÷ISE(IC)-REXTHfoscEx.)Iin=100mA、Vout=5.0V、hFE=200、250Ω≦RB≦1.4kΩ

加速电容(CB)

为了提高效率,插入加速电容CB。根据RB値及开关调整器的振荡频率fosc、调整CB值。请把以下公式作为大致标准,选用CB值。开关速度加快、效率也得到提高。CB≧1÷(2πxRBxfoscx0.7)
Ex.)fosc=100kHz、CB=2200pF~3300pF
RB=1kΩ,增大CB值,虽然开关速度加快,但消耗电流也增多。
一定程度上即使再增大CB值,开关速度的变化减小,不起效果。请把上式作为参考使用。在选择本公司的电路周围器件时,根据客户的使用条件,选用条件也会有若干变化。
请参考上述说明,在实际使用机器上进行充分的调查。

原始标题:如何选择直流/直流转换器IC外设?方法很简单,看这里

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责任编辑:haq

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