ZHCABU0B May 2020 – October 2022 LM63615-Q1 , LM63625-Q1 , LM63635-Q1 , LMR33620 , LMR33620-Q1 , LMR33630 , LMR33630-Q1 , LMR33640 , LMR36006 , LMR36015 , TPS54360B , TPS54560B
8.1 3A 電流時將 +12V 電壓轉換為 –5V 電壓
設計目標如表 8-1 中所示。
| VIN | VOUT | IOUT | 開關頻率 |
|---|---|---|---|
| +12 V | -5 V | 2.5A | 400kHz |
首先，計算降壓穩壓器將要承受的最大電壓。最大電壓等于輸入電壓加輸出電壓（即 +17V）。接下來計算功率電感值。在本示例中，使用的 ΔIL 為 IOUT 的 30%，即 0.75A。在這一整個示例中，我們還將假設效率為 0.85。使用Equation8，我們確定值為 13μH。我們將選擇標準值 10μH。通過重新排列Equation8，我們可以計算 10μH 電感器的實際 ΔIL 值，并將該值用于進一步的計算。通過Equation6，我們得出 IPEAK = 4.2A，VALLEY = 3.2A。平均電感器電流為 3.7A。通過查看 LMR33640，我們發現其最小峰值電流限值為 4.8A，最小谷值電流限值為 3.9A。這些值在我們的限值范圍內，因此我們將以該器件為例。然后我們會選擇一個額定電流至少為 5A 的 10μH 電感器。請注意，在此示例中，如果設計人員可以使用非常接近電流限值的最低保證規格，那么您可以輸出 3A 的負載電流。在此示例中，3A 的負載將產生約 4.9A 的典型峰值電流和 3.9A 的谷值電流。通常，這些值會“太過接近”，因為電流會隨著輸入電壓和電感器容差的變化而變化。然而，它可能允許設計人員為特定應用中可能存在的任何瞬時浪涌電流提供一些余量。
對于 CIO，我們使用數據表中的相關建議。我們發現需要一個 10μF 的陶瓷電容器。此外，在器件的 VIN 和 GND 引腳附近放置一個外殼尺寸較小的 0.22μF 旁路電容器。此外，如數據表中所述，CIN 可以是 47μF 至 100μF 的小型鋁電解電容器。數據表建議將 4 個 22μF 的陶瓷電容器用于采用 5V、4A、400kHz 設計的輸出電容器組。這是設計 IBB 的良好起點。如果需要使用額外的輸出電容器來改善負載瞬態響應和/或環路穩定性，可以在 PCB 上留出相應空間。CBOOT 和 CVCC 的值與正降壓保持相同，分別為 0.1μF 和 1μF。
LMR33640 需要一個反饋分壓器。對于 5V 輸出，請使用數據表中的值。在本例中，我們使用 RFBT = 100kΩ，RFBB = 24.9kΩ。此外，在 PCB 上為 CFF 電容器留出位置，以便可以優化環路穩定性。選擇 LMR33640A 可獲得 400kHz 的頻率。如果需要使能或 PGOOD 功能，可以使用前文所述的其中一個電平轉換器。
設計完成后，測量效率以確保轉換器能夠在整個輸入電壓和環境溫度范圍內提供所需的負載電流。圖 8-1 顯示了使用 LMR33640 將 +12V 轉換為 –5V 的設計的完整原理圖。
圖 8-1 3A 電流時使用 LMR33640 將 +12V 轉換為 –5V 的設計