适用于汽车无线电系统AM和FM波段的低噪声开关电源

电阻值15m?。

优化IC1的外部元件

UVLO门限

为升压转换器IC1选择外部元件的第一步是确定外部欠压锁定(UVLO)门限，通过选择连接在主输入IN引脚、ON/OFF引脚和地之间的电阻分压器实现。对于该设计，我们在输入电压低于5V时关断器件;假设冷启动阶段具有较高电压。为R5选择100k?电阻后，利用式16选择R4电阻值：

(式16)

所以为R4选择标准电阻值300k?。

过压输入(OVI)

如上文针对IC2的讨论，我们必须保证OUTA节点的电压不低于11.11V，以使降压控制器不超出稳压范围。考虑到这一电压门限，并为电感L1和二极管D2增加合理的压降，IC1必须在IN电压下降至11.5V以下时导通。然而，为优化效率，电池电压为正常值(IN = 12V)时，IC1不得工作。

为实现这一目的，利用连接在IN引脚、OVI引脚及地之间的电阻分压器根据主电源值使能或禁用IC1。所以，当OVI引脚上的电压超过1.228V电压门限时，禁用IC1;当OVI引脚电压下降至1.228V时，IC1导通，典型滞回为125mV。选择低边R2电阻分压器等于20k?，考虑到IC1在输入电压上升至11.6V以上时应关断，必须根据式17选择高边R1电阻分压器：

(式17)

采用标准170k? R1电阻，当电源电压上升至11.67V以上时，禁用IC1。这为额定12V IN电池电压保留了330mV裕量。考虑到OVI比较器上的滞回，我们可估算使能IC1的主电源电压降值：

(式18)

该结果证明滞回太大。我们必将将其降低，使主电源上的电压降门限至少为11.5V，可通过在OVI引脚和SS引脚之间增加串联电阻和肖特基二极管(R3和D1)实现。禁用IC1时，SS引脚内部连接至地，将R3与R2并联，有效减小滞回。R3使用180k?电阻，忽略二极管压降，主电源上的新电压降门限变为：

(式19)

采用这一配置，有可能在输入电压上升和下降沿达到目标门限。注意，如果可行，另一种替代方法为使用外部比较器，以监测主电源并直接驱动OVI输入引脚。

输出电压

为维持2MHz固定开关频率，如IC1数据资料所述，所有应用条件下都有必要考虑170ns的最小tON。最小tON造成最小占空比为34%(采用2MHz开关频率)，这限制了IC可调节的最小输出电压。请参见图4。为估算该电压门限，必须考虑升压调节器的占空比公式：

(式20)

输入电压(VIN)为最大值(本设计中为11.67V)且IC1工作时达到最小占空比。通过改写式20，可估算出在此限制条件下的IC1的最小稳压输出：

(式21)

图4 IC1 (MAX15005)的电感电流

以上计算条件为最小占空比和最大输入电压，考虑肖特基二极管D2上的压降为0.3V，并忽略NMOS N1上的压降。所以，IC1必须将输出电压调节至17.38V以上，以确保所有工作条件下的开关频率均为2MHz。

通过为低边反馈电阻分压器R13选择10k?电阻，可以计算出高边反馈电阻分压器R14：

(式22)

式中，VFB(MIN) = 1.215V。

最后，R14使用1%容限的137k?电阻，IC1调节的最小输出电压为：

(式23)

这确保IC1的开关频率总是固定为2MHz。

假设该设计的输出功率等于20W (8V@2.5A)，IC2的效率为90%，则IC1的输出功率必须至少为22.3W。所以，考虑到17.53V调节输出电压，IC1的平均输出电流为1.27A。利用IC1调节较高输出电压时，降低输出电流，从而要求低成本D2肖特基二极管。然而，输出电容C7必须能够承受IC1本身调节的输出电压。

同步和最大占空比

为保证IC1开关频率的外部同步，频率必须至少比设置的内部振荡器频率高102%。为R6选择7k?电阻，为C4选择100pF电容，IC1的内部振荡器频率大约为1MHz，允许外部同步频率为2MHz。

SYNC输入检测到同步信号上升沿时，电容C4通过内部1.33mA(典型值)电流源放电。当该电容上的电压(RTCT引脚)达到500mV时，电容C4通过连接至VREG5引脚的R6充电，直到检测到下一同步信号上升沿。放电时间(TDISCHARGE)决定调节器的最小tOFF。如果该时间小于160ns(如本例中)，最小tOFF箝位至160ns。实际上，假设充电时间(TCHARGE)为340ns (TP = 500ns)，RTCT上的电压增加：

(式24)

考虑到放电阶段的净放电电流为615μA1，RTCT引脚上所增加电压的放电时间等于：

(式25)

160ns最小tOFF意味着最大占空比为68%。再次将升压调节器占空比公式应用到本例(式20)，要求最大占空比(较低输入电压，本例中为5V)，IC1将OUTA引脚上的最大电压调节至：

(式26)

该电压值保证IC2不工作在压差条件。

电感选择

升压调节器的最小输出电流约束电感值的选择。为确保调节器IC1总是工作在连续模式，最小电感值为：

(式27)

该设计中，最差条件为VIN处于其最大值(11.67V)时，对应占空比为37%。

当8V节点的最小电流为1A，降压转换器IC2的效率为90%时，降压调节器的最小输出功率变为9.44W。该功率对应于538mA最小输出电流IOUTA(MIN)，由升压