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設計DC/DC電源需要掌握的十大金律

454398 ? 來源:羅姆半導體社區(qū) ? 作者:羅姆半導體社區(qū) ? 2020-11-07 09:54 ? 次閱讀
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概要

DC電源,direct current,即直流電源,是維持電路中形成穩(wěn)恒電流的裝置。如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機等。 直流電源有正、負兩個電極,正極的電位高,負極的電位低,當兩個電極與電路連通后,能夠使電路兩端之間維持恒定的電位差,從而在外電路中形成由正極到負極的電流。
簡介
DC電源即直流電源,是維持電路中形成穩(wěn)恒電流的裝置。如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機等。
直流電源有正、負兩個電極,正極的電位高,負極的電位低,當兩個電極與電路連通后,能夠使電路兩端之間維持恒定的電位差,從而在外電路中形成由正極到負極的電流。
單靠水位高低之差不能維持穩(wěn)恒的水流,而借助于水泵持續(xù)地把水由低處送往高處就能維持一定的水位差而形成穩(wěn)恒的水流。與此類似,單靠電荷所產生的靜電場不能維持穩(wěn)恒的電流,而借助于直流電源,就可以利用非靜電作用(簡稱為“非靜電力”)使正電荷由電位較低的負極處經電源內部返回到電位較高的正極處,以維持兩個電極之間的電位差,從而形成穩(wěn)恒的電流。因此,直流電源是一種能量轉換裝置,它把其他形式的能量轉換為電能供給電路,以維持電流的穩(wěn)恒流動。
在設計DC/DC電源時,我們必須掌握這十大金律,輕松搞定DC/DC電源轉換電路設計:
  • 搞懂什么是DC/DC電源以及DC/DC轉換電路分類;
  • 最簡單的穩(wěn)壓管電路設計方案;
  • 基準電壓源芯片穩(wěn)壓電路;
  • 串聯型穩(wěn)壓電源的電路認識;
  • 線性(模擬)集成穩(wěn)壓電路常用設計方案;
  • DC/DC轉換開關型穩(wěn)壓電路設計方案;
  • 非隔離式DCDC開關轉換集成電路芯片電路設計方案;
  • 隔離的DC/DC開關電源模塊電路設計方案;
  • DCDC開關集成電源模塊方案;
  • DCDC電源轉換方案的選擇注意事項;
在目前市場上,有許許多多的DC/DC轉換芯片,各有千秋,今日ROHM君為你推薦一款業(yè)界最高降壓比的DC/DC轉換器IC“BD9V100MUF-C”。
BD9V100MUF-C是內置MOSFET同步整流式降壓DC/DC轉換器IC。產品搭載了利用超高速脈沖控制電路和高耐壓BiCDMOS工藝技術優(yōu)勢等開發(fā)而成的超高速脈沖控制技術“Nano Pulse Control?”,從而實現了電源IC領域全球最小*的開關導通時間9ns,以及24:1的業(yè)界最高降壓比。
在2MHz工作條件下,可將高達60V的高輸入電壓降至車載ECU用的5V或3.3V(最小2.5V)的低電壓。在輕度混合動力汽車的48V電源系統(tǒng)等中,可使現有的兩步降壓變?yōu)橐徊浇祲骸C/DC轉換器僅需一個電路即可,因此不僅可使元器件數量減半,還有助于電源系統(tǒng)的簡化。
首先來看作為電源IC的基本特點和規(guī)格。輸入電壓范圍為16V~60V,輸出范圍為0.8V~5.5V、1A max。開關頻率專門為車載應用設計,采用不影響AM廣播頻段(最大1.84MHz)的1.9MHz~2.3MHz頻段。決定降壓比的最小開關導通時間為9ns typ、20ns max。這是BD9V100MUF-C最重要的亮點。如右圖所示,現有產品并未達到這個水平。

除軟啟動外,還具備各種保護功能,應用電路采用支持高電壓、且標準的同步整流式電路。還內置功率MOSFET,所以可以極大地節(jié)省設計時間與精力。

作為支持車載應用的產品,滿足AEC-Q100(Grade 1)標準,封裝也采用可潤濕側翼。關于可潤濕側翼,將另外進行詳細介紹。
下面是特點和推薦工作條件:
BD9V100MUF-C特點
  • 2.1MHz工作,可直接從60V轉換為3.3V
  • 滿足AEC-Q100標準(Grade 1)
  • 最小開關導通時間 20ns(max)
  • 同步整流方式
  • 軟啟動功能
  • 電流模式控制
  • 過電流保護功能
  • 防止輸入低電壓誤動作功能
  • 防止輸入過電壓誤動作功能
  • 溫度保護功能
  • 內置輸出過電壓保護功能
  • 負載短路保護功能
  • 可潤濕側翼QFN封裝
推薦工作條件
  • 工作電源電壓:16V~60V
  • 工作環(huán)境溫度:-40~+125℃
  • 輸出電壓:0.8V~5.5V
  • 最小開關導通時間:9ns typ,20ns max
  • 輸出電流:0~1A
  • 開關頻率:1.9MHz min,2.1MHz typ,2.3MHz max
  • 輸入電容器容值:1.2 μF min(推薦陶瓷電容器)
  • 開關頻率設置電阻值:6.9kΩ、7.5kΩ、8.1 kΩ(分別對應開關頻率的min、typ、max)

編輯:hfy

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