适用于汽车无线电系统AM和FM波段的低噪声开关电源
调节器源出。综合考虑这些情况,解式27,最小电感值为1.32μH。对于本设计,为L1选择2.2μH电感。
电流检测
当检测电阻上的电压达到典型值305mV时,触发IC1的限流。所以,为正确选择该电阻,必须计算升压电感中的峰值电流:
(式28)
输入电压为其最小值时,达到峰值。本例中为5V,最大占空比为68%。如在式26中的计算,升压输出电压(OUTA引脚)为15.32V,要求1.46A的IOUTA电流,以为IC2提供必要功率。最差情况下,电感峰值电流为4.95A。为保留合适裕量,将检测电阻设计为在电感电流达到峰值时的压降为200mV。
(式29)
所以,为R10选择40M?电阻。
实验室测试
冷启动测试
在实验室进行了冷启动测试。强制主电源电压(IN)在10ms内从12V降至7V。如图1所示,当IN电压下降时,IC1开始将OUTA电压升高至17.5V。这允许IC2将OUTB电压调节至8V。另一方面,当输入电压返回至其工作值时,IC1停止工作,OUTA电压下降至IN电压,二极管D2和电感L1上有小量压降。每次测试时,OUTB引脚上的输出负载为2.5A。
图1
图2
图3
图2和图3所示分别为放大的冷启动电压下降和上升阶段。
分析频域
借助于示波器的嵌入式FFT工具,将冷启动期间IC2的开关节点LX_Buck引脚电压的频谱显示于图4 (IN电压下降)和图5 (IN电压上升)。注意,频谱包括2MHz频率、相应谐波,当然还有直流分量。没有低于2MHz的交流分量,从而防止AM波段的噪声干扰。
对IC1的开关节点LX_Boost执行相同的过程。图6和图7中的测试结果显示有2MHz频率、谐波、直流分量,消除了AM波段噪声。
图4
图5
图6
图7
可选的设计改进
为优化效率,正常应用条件下,如果升压调节器IC1不工作,设计者可旁路肖特基二极管D2。主电源为正常值时,将一个n沟道MOSFET与D2并联,可以实现这一目的。为降低电磁干扰(EMI),减缓MOSFET栅极上的电压沿并增加外部电阻(R8、R17、R18和R19)。这样将增加功耗。为滤除IC1电流检测波形中的尖峰脉冲,增加一个小RC滤波器(C6和R9)将非常有用。通过向R7电阻增加失调,也可降低IC1的限流门限。这将降低检测电阻R10上的功耗。