Теперь здесь мы сначала видим схему с LM5164, затем мы идем пошаговым выбором, таких как индуктор, конденсатор, резисторы и, наконец, мы говорим о планировке печатной платы и устранению неполадок. Хорошо, давайте начнем.
Что мы получаем с LM5164
Этот чип LM5164 очень полезен, потому что он может занять от 15 В до 100 В, и мы можем установить выходное напряжение от 1,225 В на все, что мы хотим (ниже VIN). Но здесь мы устанавливаем его на 12 В 1А. Теперь некоторые хорошие вещи в этом чипе:
Работает с 15 В до 100 В, очень гибко.
Мы можем настроить выход, используя два резистора.
Дает 1a Curach, достаточно хорошего для многих вещей.
Имеет низкий IQ, так что не тратит много мощности.
Использует постоянный контроль (COT), что означает быстрый ответ на изменения нагрузки.
Имеет МОСФЕТУ, поэтому нет необходимости во внешних диодах.
Таким образом, этот чип довольно аккуратный, когда мы хотим ввода высокого напряжения, но нуждаемся в безопасном выходе 12 В.
Что имеет эта схема
Теперь, когда мы используем этот LM5164, мы не просто подключаем его напрямую, нам нужны другие детали, чтобы он работал должным образом. Вот что мы положили:
LO (индуктор) → Эта часть хранит энергию и помогает плавно переключать работу.
CIN (входной конденсатор) → Это стабилизирует входное напряжение, так что LM5164 не видит внезапных провалов напряжения.
Cout (выходной конденсатор) → Это уменьшает волновую, поэтому мы получаем чистую 12 В постоянного тока.
RFB1, RFB2 (резисторы обратной связи) → Это установленное выходное напряжение.
CBST (Bootstrap Compacitor) → Это помогает высокопоставленным MOSFET работать должным образом.
RA, CA, CB (компенсационная сеть) → Они необходимы для поддержания стабильной схемы.
Если мы выбираем неправильные значения, то мы получаем плохой выходные данные - либо прыжки напряжения, высокий Ripple, либо даже не запустится. Итак, мы рассчитываем все правильно.
Как мы устанавливаем выходное напряжение
Теперь LM5164 имеет штифт обратной связи (FB), и мы подключаем там RFB1 и RFB2, чтобы установить выходное напряжение. Формула:
Vout = 1,225v * (1 + rfb1 / rfb2)
Мы исправляем RFB2 = 49,9 кОм (хорошее значение из таблицы данных), теперь мы рассчитываем RFB1 для вывода 12 В:
Rfb1 = (vout / 1,225v - 1) * rfb2
Rfb1 = (12 В / 1,225 В - 1) * 49,9 кОм
Rfb1 = (9,8 - 1) * 49,9 кОм
RFB1 = 8,8 * 49,9 кОм
Rfb1 = 439 кОм
ОК, но 439 кОм не является стандартным, поэтому мы используем 453 кОм, что достаточно близко.
Как быстро эта схема переключается
Этот преобразователь Buck работает путем переключения, поэтому нам нужно установить скорость переключения. Время, которое он остается на (тонн), это:
Тон = vout / (vin * fsw)
Принимаем vout = 12V, vin = 100V, FSW = 300 кГц, так:
Тонна = 12 В / (100 В * 300000)
Тон = 400NS
Теперь время от времени (Toff):
Toff = ton * (вино / vout - 1)
Заменить значения:
Toff = 400NS * (100 В / 12 В - 1)
Toff = 400NS * 7,33
TOFF = 2,93 мкс
Рабочее цикл (D) - это:
D = Vout / Wine
D = 12 В / 100 В
D = 0,12 (12%)
Таким образом, MOSFET включен в 12% и выпуск на 88% времени.
Выбор компонентов
Индуктор (LO)
Мы находим, что использует это:
Lo = (vinmax - vout) * d / (Δil * fsw)
Мы принимаем Δil = 0,4a,
LO = (100 В - 12 В) * 0,12 / (0,4a * 300000)
LO = 68 мкл
Таким образом, мы используем индуктор 68 мкН.
Выходной конденсатор (Cout)
Нам нужна Cout, чтобы уменьшить Ripple:
Cout = (iout * d) / (Δvout * fsw)
Для ΔVout = 50 мВ,
Cout = 8 мкф
Но лучше использовать 47 мкф, чтобы быть в безопасности.
Входной конденсатор (CIN)
Для CIN мы используем:
Cin = (iout * d) / (Δvin * fsw)
Для ΔVin = 5V,
Еда = 2,2 мкм
Bootstrap Concacitor (CBST)
Мы просто взяли 2,2NF из рекомендации DataShieT.
Проверка эффективности
Эффективность (η) - это:
H = (надушка / вывод) * 100%
Pout = Vout * iout = 12w
Для эффективности 80%,
PIN -код = 12 Вт / 0,80 = 15 Вт
Входной ток:
Iin = pin / vin
Iin = 15 Вт / 100 В
Iin = 0,15а
Макет печатной платы, очень важен!
Теперь, если планировка печатной платы плохая, мы получаем высокий шум, плохую производительность или даже неудачу. Так:
Сделайте высокопрочные следы короткими и широкими.
Поместите конденсаторы рядом с чипом.
Используйте плоскость заземления, чтобы уменьшить шум.
Добавьте термические виски под LM5164, чтобы помочь охлаждению.
Проблемы тестирования и исправления
Начните с низкого входного напряжения (15 В).
Проверьте, получим ли мы вывод 12 В.
Используйте осциллограф, чтобы увидеть переключение формы волны.
