用于便携式产品的双通道DC/DC转换器

许多电池供电的便携式设备都需要在较小空间里实现多个电源功能,如PDA仅靠一节锂电池供电,但却有多种电源电压需求,设计人员希望采用尽量少的元件就能实现。本文介绍一种能在一个集成电路里实现两路DC/DC输出的器件,其中一路升压输出正电压,另一路转为负电压稳压输出,两路输出电压均可由用户独立调节。

hspace="12">理光R1280D系列芯片是一种双通道DC/DC转换器,采用CMOS工艺制造,内置两路PWM DC/DC控制电路,一路是升压电路,另一路是电压反转电路。应用该芯片可实现两路电压输出,一路是升高的正电压,另一路是负压,且电压均可调。其内部原理框图见图1。

R1280D系列目前有三个型号,分别是R1280D002A/B/C,它们的主要区别在于振荡频率和外电路有所不同。其中A的振荡频率为700kHz,正压升压需外部补偿电路；B的振荡频率为700kHz,有CE端,内部有补偿电路；而C的振荡频率为200kHz,正压升压需外部补偿电路。

R1280D的工作电压范围是2.5V-5.5V,内部含有“欠压锁定”保护电路(UVLO),当输入电压低于2.5V典型值时,芯片锁定输出,这样在采用锂电池供电时就不会因工作电压过低而对电池造成伤害,当电路相关部分有故障时,这个电路也会在一定程度上起到保护作用。R1280D内部还有脉宽保护电路,当两路DC-DC中的任一路因负载过大,使驱动的波形达到最大脉宽后,延迟100ms电路会保护性关断,不会因负载过重而使电源部分引发故障。如要恢复工作状态,对于R1280DA/C需要再次上电；对于R1280DB可利用CE端使芯片进入待机状态(CE=L),然后再次进入工作状态(CE=H),这样就会退出保护状态而再次工作起来。R1280D的典型应用电路参见图2。

该系列器件具备软启动功能,而且启动时间可调。对于R1280DB,两路DC/DC的启动时间可分别由接在管脚4 Dtc1和管脚7 Dtc2的外部电容调节,可通过下式计算(文中出现的元件标号请参照图2电路):

DC/DC1: T_SS1(mS)=32×C4(μF)

DC/DC2: T_SS2(mS)=45×C5(μF)

对于R1280DA/C,两路DC/DC的启动时间可由外部电容和电阻调节,计算公式如下:

DC/DC1: T_SS1(mS)=C4(μF)×(R7×R8)/(R7+R8)

DC/DC2: T_SS2(mS)=C5(μF)×(R9×R10)/(R9+R10)

R1280D的输出电压由外部分压电阻调节。对于升压输出的DC/DC,V_out1＝(R1+R2)/R2；对于负压输出的DC/DC,输出电压的绝对值V_out2＝V_REFOUT×R3/R4,目前的R1280DV_REFOUT＝1.5V。

R1280D的外围元件应尽可能紧靠IC安排,尤其是输入和输出的电容与IC的引线要尽可能最短。还应注意较大的地线电阻会导致芯片工作不稳定,在PCB排线中应注意地线的排布。输入和输出电容应选用低ESR电容,耐压是输入输出电压的三倍,输入电容建议选用10μF的陶瓷电容。电感则选低内阻有足够的电流余量,以获得较高的效率。