RT6204應(yīng)用原理圖如圖1所示。RT6204是一款電流模式轉(zhuǎn)換器,具有外部補(bǔ)償和外部軟啟動(dòng)功能。該轉(zhuǎn)換器具有集成的高邊 MOSFET 開關(guān)和同步整流器開關(guān)。可以通過一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻分壓器設(shè)置輸出。具有外部補(bǔ)償?shù)碾娏髂J娇刂瓶梢葬槍?duì)各種輸出電容器(從低 ESR 陶瓷電容器到鋁電解電容器)調(diào)整轉(zhuǎn)換器控制回路。這使設(shè)計(jì)人員可以自由地為任何輸出電壓應(yīng)用選擇最合適且最具成本效益的組件。
圖1
以下指南可用于計(jì)算各種應(yīng)用程序組件:
·輸入輸出電壓注意事項(xiàng):
RT6204的輸出電壓可以通過R1和R2從0.8V調(diào)整到50V:
反饋網(wǎng)絡(luò)的阻抗并不重要,但建議避免使用過高的電阻值以降低對(duì)噪聲的敏感度。建議將 R2 設(shè)置在 10kΩ ~ 30kΩ 之間。
RT6204具有 90nsec 的最低開啟時(shí)間,在 CCM 模式下實(shí)現(xiàn) 90nsec ? 350kHz = 3.15% 的最小占空比。應(yīng)該注意的是,在接近其最小導(dǎo)通時(shí)間的情況下運(yùn)行轉(zhuǎn)換器會(huì)影響輸出紋波和過流保護(hù)行為。這將在第 3 章中解釋。
當(dāng)RT6204在超過 65% 的高占空比下運(yùn)行時(shí),應(yīng)通過 D1 添加外部自舉電源。建議外部自舉電源在 3.3~3.8V 左右。(3.5V以下D1最好是肖特基二極管)
·對(duì)于L1 的電感值,需要考慮兩個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn):電感電流紋波和斜率補(bǔ)償。對(duì)于占空比低于 50% 的應(yīng)用,可以計(jì)算電感以提供 IC 0.5A 額定電流 (ΔI L = 150mA) 的 30% 的紋波電流:
·在占空比可以超過 50% 的應(yīng)用中,電感電流下降斜率 dI/dt 也需要適合轉(zhuǎn)換器內(nèi)部斜率補(bǔ)償:L1 值需要滿足以下標(biāo)準(zhǔn): μH
·對(duì)于輸出電容的選擇,有幾個(gè)考慮:
一種。CCM 模式下的輸出紋波
CCM 模式下的輸出紋波可由下式計(jì)算
CCM 模式電感紋波可通過以下公式計(jì)算:
在這些低壓電源中使用陶瓷輸出電容器時(shí),CCM 模式下的輸出紋波電壓會(huì)很小。
灣。PSM 模式下的輸出紋波
PSM 模式下的輸出紋波將取決于 PSM 模式下的峰值電流和負(fù)載電流。最壞的情況將發(fā)生在零負(fù)載:
RT6204將 PSM 模式下的電感峰值電流調(diào)節(jié)在 150mA 左右,但傳播延遲約為 80nsec,因此在高 V IN和低 V OUT時(shí),峰值電流會(huì)增加。PSM 輸出電壓紋波將始終高于 CCM 紋波。
C。負(fù)載瞬變期間的電壓驟降
CCM 模式下負(fù)載瞬態(tài)期間的電壓暫降取決于負(fù)載階躍、控制環(huán)路速度和輸出電容。快速負(fù)載階躍期間電壓暫降的近似公式如下所示:
其中 ΔI STEP是負(fù)載階躍幅度,F(xiàn) BW是轉(zhuǎn)換器控制帶寬。請(qǐng)注意,PSM 和 CCM 模式操作之間的負(fù)載階躍轉(zhuǎn)換將顯示更高的電壓暫降。轉(zhuǎn)換器帶寬通常設(shè)置為開關(guān)頻率的 1/10 左右,使用電解電容器時(shí)除外:ESR 隨溫度的變化將需要較低的帶寬設(shè)置,以保證在整個(gè)溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。轉(zhuǎn)換器帶寬可以通過補(bǔ)償電阻R COMP設(shè)置。
·輸入電容注意事項(xiàng)
輸入電容器提供轉(zhuǎn)換器的高頻開關(guān)電流峰值。輸入電容的選擇應(yīng)為轉(zhuǎn)換器輸入提供足夠的濾波,以最大限度地減少 V IN高頻紋波。低 ESR 陶瓷電容器應(yīng)靠近轉(zhuǎn)換器 VIN 和 GND 引腳放置。在高輸入電壓下,陶瓷電容器的電容會(huì)嚴(yán)重降低,在計(jì)算輸入紋波電壓時(shí)應(yīng)考慮到這一點(diǎn)。峰峰值輸入紋波電壓可以近似為:
其中 C IN是直流輸入電壓下的電容。
您通常需要至少 1μF 的電容和 100V 的額定電壓,這將需要 0805 或 1206 尺寸的 MLCC。
輸入電容器的另一個(gè)考慮因素是其 RMS 電流額定值:
當(dāng) V OUT為 V IN的 50% 時(shí),將出現(xiàn)最大 RMS 電流。
RT6204 的最大負(fù)載電流為 0.5A,輸入電容的最大 RSM 電流為 0.25A。對(duì)于 0805 或 1206 尺寸的陶瓷電容器,該值通常并不重要。
如果轉(zhuǎn)換器需要熱插入帶電輸入電源,建議添加一個(gè)與陶瓷輸入電容并聯(lián)的小型電解電容。
·補(bǔ)償分量的計(jì)算。
RT6204補(bǔ)償可以使用標(biāo)準(zhǔn)電流模式類型 II 補(bǔ)償。可以使用以下簡(jiǎn)單的公式:
補(bǔ)償器增益由 R COMP設(shè)置,并計(jì)算該值以提供合適的轉(zhuǎn)換器交叉頻率(F C約為 0.1 ? F SW) 并具有足夠的相位裕度。
請(qǐng)注意,電解輸出電容器需要較低的帶寬,請(qǐng)參見第 5 章。
選擇C COMP的值以將補(bǔ)償零設(shè)置為 略低于轉(zhuǎn)換器負(fù)載極點(diǎn) ,其中 R LOAD = V OUT /0.5A。
選擇C P的值以將高頻極點(diǎn)設(shè)置在輸出電容 ESR 為零:
當(dāng)使用陶瓷輸出電容器時(shí),ESR 零將位于非常高的頻率,高于轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率。對(duì)于使用陶瓷輸出電容器的低 V OUT應(yīng)用, 可以省略C P。
通常不需要前饋電容器 Cff 來改善控制回路響應(yīng)。但是一些小的 Cff 電容有時(shí)可以改善 PSM 的操作;通過在 FB 引腳上注入一些額外的紋波,可以減少雙脈沖。這可以逐案測(cè)試。
·軟啟動(dòng)電容器設(shè)置時(shí)間 t SS從 EN 高到 V OUT達(dá)到其最終值,該值由 定義 。C SS是軟啟動(dòng)電容的值,I SS 是軟啟動(dòng)電流(通常為 6μA)。V OUT在 V SS斜坡經(jīng)過 0.3V時(shí)開始上升,并在 V SS 斜坡經(jīng)過 1.1V 時(shí)結(jié)束。
因此,V OUT上升時(shí)間可以通過下式計(jì)算: 。
具有高輸出電壓和/或大容量輸出電容器的電源應(yīng)使用足夠的軟啟動(dòng)時(shí)間以避免高浪涌電流。
·轉(zhuǎn)換器可以通過拉高 EN 引腳來使能。EN 邏輯高電平通常為 1.25V。EN 上有一個(gè) 1μA 的下拉電流。為了在施加 V IN時(shí)自動(dòng)啟動(dòng),EN 引腳可以連接一個(gè) 100k 上拉電阻到 V IN。EN 引腳可承受 60V 電壓。
-
轉(zhuǎn)換器
+關(guān)注
關(guān)注
27文章
8745瀏覽量
148057 -
MOSFET
+關(guān)注
關(guān)注
147文章
7242瀏覽量
214275 -
電流模式
+關(guān)注
關(guān)注
1文章
123瀏覽量
16002
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
寬輸入高壓Buck轉(zhuǎn)換器RT6204實(shí)戰(zhàn)技巧
RT6204是什么?如何去設(shè)計(jì)自舉電路的充電電路?
TMS320C6204 Silicon Errata
RT-Thread編程指南
RT6204通用設(shè)計(jì)指南
FAN6204A FAN6204A :.
關(guān)于生成負(fù)電壓的分析和介紹
![關(guān)于生成負(fù)電壓的分析和介紹](https://file.elecfans.com/web1/M00/A0/F7/pIYBAF1Eo6uAaI64AAA6SSUiRoE420.jpg)
關(guān)于自舉電路的研究和解析
![關(guān)于自舉電路的研究和解析](https://file.elecfans.com/web1/M00/A0/F7/pIYBAF1EpCWAFZXbAAAUGOpNKLI510.png)
評(píng)論