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LM2717型双降压直流/直流变换器的原理及应用

时间:05-23 来源:国外电子元器件 点击:

入电压VIN等于2VOUT时,RMS电流达到最大值(IOUT/2)。应该对两个变换器分别计算该值,然后相加得到总RMS电流。如果使用铝或陶瓷电容器来说,电压应至少高于输入电压最大值的25%。如果使用的是钽电容器,需要电压大约是输入电压最大值的2倍。对于较低的负载电流输出应用和较少的动态(快速变化)负载环境来说,最小电容值应为47 μF。因此在这种应用中,推荐使用一只68μF-100μF的低ESR电容器。推荐在输入引脚和接地引脚之间放置一只O.1 μF~4.7 μF电容器,以减少高频毛刺。

电感的关键参数是电感系数、峰值电流和直流阻抗。电感系数与电感波纹电流峰-峰值、输入电压以及输出电压有关(工作频率是300kHz)。即:

       

较高的波纹电流能减小电感系数,但是会增加电感和开关装置的电导损耗、核损耗和电流压力。对于同样输出电压波纹要求,则需要一只大容量的输出电容器。波纹电流设置为直流输出电流的30%是合理的。因为波纹电流会随着输入电压增加而增加,最大输入电压会削弱电感系数。电感的直流阻抗是效率的一个主要参数。较低的直流阻抗可利用一个较大的线圈实现。效率和尺寸大小之间的良好折衷方案为电感铜损耗等于输出电压的2%。

输出电容器(CONT)的选择受最大允许输出电压波纹影响。输出电压波纹在固定频率脉宽调制模式下近似值为:

       

ESR在决定电压波纹时通常起着支配的作用。推荐使用低ESR的铝电解电容器或钽电容器。温度低于-25℃时不要使用电解电容器,因为它的ESR低温下会极快的上升。而陶瓷或钽电容器则在低温时具有较好的ESR,因此在低温应用中首选陶瓷或钽电容。

自举电容器推其使用4.7 nF或者较大的陶瓷电容器。对于输入电压小于2倍的输出电压的应用,推荐采用更大的自举电容器。

该器件无允许快速启动的内部软启动,但是也会产生大的浪涌电流。因此,对于需要降低浪涌电流的应用,该器件有限制DC/DC转换调节器启动时浪涌电流的电路。浪涌电流限制电路可作为软启动。外部的SS引脚用来调节软启动的特殊应用。电流ISS影响外部软启动电容器CSS,软启动时间计算为:

       

该器件的关闭引脚可以用1.8 V或者更高的逻辑信号进行控制。如果不使用引脚的关闭功能,则应断开该引脚。关闭引脚的最大电压为7.5 V。如果由于系统或者其他方面的限制,关闭引脚需要使用更高的电压,则推荐在应用电压引脚和关闭引脚之间接一只100 kΩ或者更大阻值的电阻器来保护该功能。

  4.2 需注意的问题

该器件有两个独立的接地引脚,PGND用于驱动器和升压式NMOS电源装置,AGND可灵敏模拟控制电路。AGND和PGND引脚应该直接连在一起。反馈和补偿网络应该直接连接到一个专门模拟地层,这个模拟地层必须连接至AGND引脚。如果没有模拟地层,反馈和补偿网络必须直接连接至AGND引脚。而将这些网络连接到PGND引脚会给系统增加噪声。输入旁路电容器CIN必须尽量靠近该器件放置,如图3所示。这有助予减少影响输入电压波纹的铜线阻抗。为了滤除额外输入电压,应将一只0.1μF~4.7μF的旁路电容器与CIN并联,尽量靠近VIN引脚,以抑制任何高频噪声。输出电容器COUT1和COUT2也应该靠近LM2717放置。对输出电容器COUTX的铜线连接能够增加连续阻抗,直接影响输出电压波纹。反馈网络的电阻器RFB1和RFB2应该尽量靠近FB引脚放置,远离电感,使增加系统噪声的铜线连接最短。电感和肖特基二极管的布线应该最短,以减少电源损耗并提高总体效率。

  5 结束语

输出电压可调节的电源分配结构可以为系统的特殊应用集成电路及数字信号处理器提供稳压电源。美国国家半导体公司这款全新的双通道降压型DC/DC变换器不但具有高度的灵活性,而且性能卓越,是负载点结构采用的理想解决方案。

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