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(shí)將 +12V 電壓轉(zhuǎn)換為 –5V 電壓
設(shè)計(jì)目標(biāo)如表 8-1 中所示。
| VIN | VOUT | IOUT | 開關(guān)頻率 |
|---|---|---|---|
| +12 V | -5 V | 2.5A | 400kHz |
首先，計(jì)算降壓穩(wěn)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(jì)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(gè)示例中，我們還將假設(shè)效率為 0.85。使用Equation8，我們確定值為 13μH。我們將選擇標(biāo)準(zhǔn)值 10μH。通過重新排列Equation8，我們可以計(jì)算 10μH 電感器的實(shí)際 ΔIL 值，并將該值用于進(jìn)一步的計(jì)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(fā)現(xiàn)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(nèi)，因此我們將以該器件為例。然后我們會(huì)選擇一個(gè)額定電流至少為 5A 的 10μH 電感器。請注意，在此示例中，如果設(shè)計(jì)人員可以使用非常接近電流限值的最低保證規(guī)格，那么您可以輸出 3A 的負(fù)載電流。在此示例中，3A 的負(fù)載將產(chǎn)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(huì)“太過接近”，因?yàn)殡娏鲿?huì)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(shè)計(jì)人員為特定應(yīng)用中可能存在的任何瞬時(shí)浪涌電流提供一些余量。
對于 CIO，我們使用數(shù)據(jù)表中的相關(guān)建議。我們發(fā)現(xiàn)需要一個(gè) 10μF 的陶瓷電容器。此外，在器件的 VIN 和 GND 引腳附近放置一個(gè)外殼尺寸較小的 0.22μF 旁路電容器。此外，如數(shù)據(jù)表中所述，CIN 可以是 47μF 至 100μF 的小型鋁電解電容器。數(shù)據(jù)表建議將 4 個(gè) 22μF 的陶瓷電容器用于采用 5V、4A、400kHz 設(shè)計(jì)的輸出電容器組。這是設(shè)計(jì) IBB 的良好起點(diǎn)。如果需要使用額外的輸出電容器來改善負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)和/或環(huán)路穩(wěn)定性，可以在 PCB 上留出相應(yīng)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(gè)反饋分壓器。對于 5V 輸出，請使用數(shù)據(jù)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(yōu)化環(huán)路穩(wěn)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(gè)電平轉(zhuǎn)換器。
設(shè)計(jì)完成后，測量效率以確保轉(zhuǎn)換器能夠在整個(gè)輸入電壓和環(huán)境溫度范圍內(nèi)提供所需的負(fù)載電流。圖 8-1 顯示了使用 LMR33640 將 +12V 轉(zhuǎn)換為 –5V 的設(shè)計(jì)的完整原理圖。
圖 8-1 3A 電流時(shí)使用 LMR33640 將 +12V 轉(zhuǎn)換為 –5V 的設(shè)計(jì)