基本 DC-DC 降壓轉(zhuǎn)換器電路

在開始之前，我們先回顧一下DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器的電路：

降壓轉(zhuǎn)換器中的元件權(quán)衡

了解您面臨的設(shè)計權(quán)衡非常重要。

為了幫助您，我開發(fā)了降壓設(shè)計中“什么影響什么”的矩陣：

喬治·比納的《什么影響什么》。

主要的權(quán)衡是電感（與 k 因子成反比，即峰峰值與平均電感電流之比）、輸出電容和開關(guān)頻率的選擇，以實現(xiàn)足夠的紋波和瞬態(tài)響應(yīng)。

設(shè)計人員絕對應(yīng)該利用穩(wěn)壓器 IC 制造商的設(shè)計工具來確定元件值并進(jìn)行電路仿真。

了解您的電容器

確保電容器在工作頻率下具有電容，并了解其自諧振頻率在哪里。

陶瓷在寬頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)良好，但電容相對較低。通常，一種電容器類型無法覆蓋整個頻率范圍，必須并聯(lián)使用兩種類型（例如陶瓷電容器和電解電容器），并且陶瓷電容器更靠近電路。

施加偏置電壓后，電容器也會損失大量額定電容。

信任但驗證：芯片和組件

在第三方制造的帶有微小、未標(biāo)記元件的 PCB 上，您必須相信電路板填充器安裝了正確的元件。確保您的信任沒有被放錯地方。?

如果您已將芯片發(fā)送給制造商進(jìn)行故障分析，請不要等待結(jié)果。如今芯片的質(zhì)量水平非常高，而且芯片不太可能是壞的。該分析也需要一些時間。與此同時，您可能會發(fā)現(xiàn)真正的問題。

如果您使用的是數(shù)字芯片，請驗證您更改的設(shè)置實際上已寫入芯片中，而不僅僅是寫入 GUI 中。

考慮測試和測量

在沒有用示波器驗證的情況下，不要假設(shè)直流電壓是穩(wěn)定的。

測量紋波的過程涉及很多內(nèi)容，而執(zhí)行該過程的適當(dāng)設(shè)備非常昂貴。雖然最好使用精美的差分探頭，但您也可以使用單端探頭 - 只需確保地線非常短并連接到V?out旁邊。

使用 1x 探針（您可以自己構(gòu)建）。10 倍探頭不具備您所需的靈敏度。

高頻尖峰通過電感器的寄生電容耦合到輸出。您可能需要減慢上部 MOSFET 的開啟速度，以減少底部 MOSFET 的振鈴或dv/dt雜散開啟，盡管這會降低效率。

分析您的輸入電容

輸入電容比輸出電容更難理解，但可能需要它來滿足輸入噪聲要求并確保您的電路不會缺乏電流。

輸入電容器具有較大的紋波電流，在 50% 占空比時達(dá)到峰值，產(chǎn)生熱量并縮短電容器的使用壽命。確保電流在其規(guī)格范圍內(nèi)。當(dāng)您在 中添加更多并聯(lián)C時，需要進(jìn)行一個基本權(quán)衡，因為不斷降低的 ESR 將導(dǎo)致更高的紋波電流和更多的熱量。為了真正降低輸入紋波電流，您可能需要串聯(lián)電感器。

隨著占空比越高，從C?in汲取的電流也越高，從而導(dǎo)致芯片上的V?in壓降更多 — 如果V?in已經(jīng)很低，因為您更接近達(dá)到較低的V?in限制，則這一點變得很重要 — 您可能需要在這些情況下添加C。

提前考慮 PCB 布局

了解電流路徑和高電流環(huán)路最小化的基礎(chǔ)知識。學(xué)校教授了很多有關(guān)前向電路路徑的知識，但對返回路徑卻一無所知，返回路徑顯示為完美的接地符號！進(jìn)行布局，使返回電流可以遵循其自然路徑（最小化環(huán)路）。

保持電源路徑電感較低。通過它們的脈沖電流會產(chǎn)生電壓尖峰和輻射 EMI。高功率過孔是可以的，但應(yīng)該了解它們的特性。

了解電路節(jié)點的阻抗水平并相應(yīng)地保護(hù)它們。例如，誤差放大器的求和節(jié)點具有高阻抗并且對噪聲敏感——將其隔離并使其變小。

尊重模擬、數(shù)字和電源接地之間的劃分，并提供自然的返回路徑。星形接地可避免通過與敏感低電平電路共享的接地路徑運(yùn)行大的脈沖電流。

了解（并尊重）你的極限

確保遵守?zé)峤殿~曲線——在高溫下，最大電流和功耗總是從“標(biāo)題”值降低。

確保引腳電壓永遠(yuǎn)不會超出工作規(guī)格，無論是引腳對地還是引腳對引腳。例如，在其引腳對地規(guī)范內(nèi)為一個引腳通電，但違反其引腳對引腳規(guī)范而對不同引腳進(jìn)行供電可能會燒毀芯片。

注意控制器芯片的最小/最大可控打開和關(guān)閉時間，并確保您的操作不會太接近其限制。

審核編輯：黃飛

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