基本 DC-DC 降壓轉(zhuǎn)換器電路

在開(kāi)始之前，我們先回顧一下DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器的電路：

為了幫助您，我開(kāi)發(fā)了降壓設(shè)計(jì)中“什么影響什么”的矩陣：

 

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(kāi)關(guān)頻率的選擇，以實(shí)現(xiàn)足夠的紋波和瞬態(tài)響應(yīng)。

設(shè)計(jì)人員應(yīng)該利用穩(wěn)壓器 IC 制造商的設(shè)計(jì)工具來(lái)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(duì)較低。通常，一種電容器類(lèi)型無(wú)法覆蓋整個(gè)頻率范圍，必須并聯(lián)使用兩種類(lèi)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(huì)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(méi)有被放錯(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。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(shí)間。與此同時(shí)，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)真正的問(wèn)題。

如果您使用的是數(shù)字芯片，請(qǐng)驗(yàn)證您更改的設(shè)置實(shí)際上已寫(xiě)入芯片中，而不僅僅是寫(xiě)入 GUI 中。

考慮測(cè)試和測(cè)量

在沒(méi)有用示波器驗(yàn)證的情況下，不要假設(shè)直流電壓是穩(wěn)定的。

測(cè)量紋波的過(guò)程涉及很多內(nèi)容，而執(zhí)行該過(guò)程的適當(dāng)設(shè)備非常昂貴。雖然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(xiàn)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(guò)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(kāi)啟速度，以減少底部 MOSFET 的振鈴或dv/dt雜散開(kāi)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更難理解，但可能需要它來(lái)滿(mǎn)足輸入噪聲要求并確保您的電路不會(huì)缺乏電流。

輸入電容器具有較大的紋波電流，在 50% 占空比時(shí)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(shí)，需要進(jìn)行一個(gè)基本權(quán)衡，因?yàn)椴粩嘟档偷?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汲取的電流越高，導(dǎo)致芯片上的V in壓降更多 — 如果V in已經(jīng)很低，因?yàn)槟咏_(dá)到較低的V in限制，則這一點(diǎn)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)路化的基礎(chǔ)知識(shí)。學(xué)校教授了很多關(guān)于前向電路路徑的知識(shí)，但對(duì)返回路徑卻一無(wú)所知，返回路徑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（化環(huán)路）。

保持電源路徑電感較低。通過(guò)它們的脈沖電流會(huì)產(chǎn)生電壓尖峰和輻射 EMI。高功率過(guò)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)具有高阻抗并且對(duì)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(guò)與敏感低電平電路共享的接地路徑運(yùn)行大的脈沖電流。