本文將介紹一些在設(shè)計(jì) DC-DC 降壓轉(zhuǎn)換器時(shí)可以使用的一般技巧。

基本 DC-DC 降壓轉(zhuǎn)換器電路在開始之前，讓我們回顧一下 DC-DC 降壓轉(zhuǎn)換器的電路：

降壓轉(zhuǎn)換器中的組件權(quán)衡

了解您面臨的設(shè)計(jì)權(quán)衡非常重要。

為了幫助你，我開發(fā)了一個(gè)降壓設(shè)計(jì)中“什么影響什么”的矩陣：

喬治·比納（George Biner）的“什么影響什么”。

主要的權(quán)衡是選擇電感（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，以實(shí)現(xiàn)足夠的紋波和瞬態(tài)響應(yīng)。

設(shè)計(jì)人員絕對(duì)應(yīng)該利用穩(wěn)壓器 IC 制造商的設(shè)計(jì)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，并知道它們的自諧振頻率在哪里。

陶瓷在寬頻率范圍內(nèi)性能良好，但電容相對(duì)較低。通常，一種電容類型不能覆蓋整個(gè)頻率范圍，必須并聯(lián)使用兩種類型（例如陶瓷和電解），陶瓷更靠近電路。

電容器也會(huì)因施加偏置電壓而損失大量額定電容。

信任但驗(yàn)證：芯片和組件

在第三方制造的帶有微小、未標(biāo)記組件的 PCB 上，您必須相信安裝了正確組件的電路板填充器。確保您的信任沒有放錯(cuò)地方。

如果您已將芯片發(fā)送給制造商進(jìn)行故障分析，請(qǐng)不要等待結(jié)果。這些天的芯片質(zhì)量水平非常高，芯片不太可能對(duì)您不利。這種分析也需要一些時(shí)間。同時(shí)，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)真正的問題。

如果您使用的是數(shù)字芯片，請(qǐng)驗(yàn)證您更改的設(shè)置是否已實(shí)際寫入芯片，而不僅僅是 GUI。

考慮測(cè)試和測(cè)量

未經(jīng)示波器驗(yàn)證，請(qǐng)勿假設(shè)直流電壓穩(wěn)定。

測(cè)量紋波的過程有很多——執(zhí)行它的適當(dāng)設(shè)備很昂貴。雖然最好使用花哨的差分探頭，但您也可以使用單端探頭——只要確保地線非常短并且連接在V out旁邊即可。

使用 1x 探針（您可以自己構(gòu)建）。10x 探頭不會(huì)有您需要的靈敏度。

高頻尖峰通過電感器的寄生電容耦合到輸出端。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(huì)降低效率。

分析您的輸入電容

輸入電容比輸出電容了解得少，但可能需要它來滿足輸入噪聲要求并確保您的電路不會(huì)缺電流。

輸入電容器具有較大的紋波電流，其峰值在 50% 占空比時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量并縮短電容器的使用壽命。確保電流在他們的規(guī)格范圍內(nèi)。當(dāng)您添加更多并行C in時(shí)，有一個(gè)基本的權(quán)衡，因?yàn)樵絹碓降偷?ESR 將導(dǎo)致更高的紋波電流和更多的熱量。要真正降低輸入紋波電流，您可能需要一個(gè)串聯(lián)電感。

隨著占空比越高，從C in汲取的電流也越高，從而導(dǎo)致芯片上更多的V in下降——如果V in已經(jīng)很低，因?yàn)槟愀咏谶\(yùn)行到更低的V in限制，這將變得很重要——你可能需要在這些情況下添加C。

提前考慮 PCB 布局

了解電流路徑的基礎(chǔ)知識(shí)和大電流回路的最小化。學(xué)校教了很多關(guān)于正向電路路徑的知識(shí)，但沒有關(guān)于返回路徑，它們顯示為完美的接地符號(hào)！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）。

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

了解電路節(jié)點(diǎn)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(diǎn)具有高阻抗且對(duì)噪聲敏感——將其隔離并使其變小。

尊重模擬地、數(shù)字地和電源地之間的劃分，并提供自然的返回路徑。星形接地可避免通過與敏感的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(huì)超出操作規(guī)范，無論是引腳對(duì)地還是引腳對(duì)引腳。例如，在其引腳對(duì)地規(guī)范內(nèi)激勵(lì)一個(gè)引腳，但違反其引腳對(duì)引腳規(guī)范到另一個(gè)引腳可能會(huì)燒毀芯片。

請(qǐng)注意控制器芯片的最小/最大可控開啟和關(guān)閉時(shí)間，并確保您沒有將其操作得太接近其限制。