高效降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器電路應(yīng)用以及參考原理圖4.5v-65v輸出5A應(yīng)用

概述

WD5065B 是電流模式單片降壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。WD5065B 在 4.7V~65V 的輸入范圍內(nèi)工作，通過(guò)集成的高端 N 溝道 MOSFET 提供 5A 的連續(xù)輸出電流。 在輕負(fù)載時(shí)，穩(wěn)壓器以低頻運(yùn)行以保持高效率。 電流模式控制提供嚴(yán)格的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)和逐周期電流限制。

WD5065B 通過(guò)短路保護(hù)、熱保護(hù)、電流失控保護(hù)和輸入欠壓鎖定確保穩(wěn)健性。WD5065B 采用 ESOP8 封裝，以最少的外

部組件提供緊湊的解決方案。

轉(zhuǎn)換器特征

4.7V至65V工作輸入范圍5A輸出電流

0.8V±1% 內(nèi)部參考電壓可調(diào)開(kāi)關(guān)率可調(diào) UVLO 和遲滯

電流失控保護(hù)短路保護(hù)

熱保護(hù)

提供 ESOP8 封裝

典型應(yīng)用

WD5065B應(yīng)用電路設(shè)計(jì)參考

引腳配置

WD5065B引腳配置

1 BST 頂部開(kāi)關(guān)的引導(dǎo)引腳。

2 VIN 輸入電壓引腳。 VIN 為 IC 供電。 將 4.7V 至 65V 電源連接至 VIN，并使用適當(dāng)大的電容器將 VIN 旁路至 GND，以消除 IC 輸入上的噪聲。

3 EN 將 EN 引腳驅(qū)動(dòng)為高電平或懸空以打開(kāi)穩(wěn)壓器，低電平以關(guān)閉穩(wěn)壓器。

4 RT 開(kāi)關(guān)頻率程序。 在 RT 引腳與地之間連接一個(gè)外部電阻以設(shè)置開(kāi)關(guān)頻率。

5 FB 輸出反饋引腳。 FB 感測(cè)輸出電壓并由控制回路調(diào)節(jié)至 800mV。 在 FB 處連接一個(gè)電阻分壓器。

6 COMP 誤差放大器的輸出和輸入到輸出開(kāi)關(guān)電流 (PWM) 比較器。 將頻率補(bǔ)償組件連接到該引腳。

7 GND 接地

8 SW SW是為輸出供電的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)。 將輸出 LC 濾波器從 SW 連接到輸出負(fù)載。

導(dǎo)熱片

GND 引腳必須電氣連接到印刷電路板上的裸露焊盤(pán)才能正常工作。

電源開(kāi)關(guān)

N 溝道 MOSFET 開(kāi)關(guān)集成在 WD5065B 上 ，可將輸入電壓下變頻為穩(wěn)壓輸出電壓。 由于頂部 MOSFET 需要一個(gè)大于輸入電壓的柵極電壓 ，因此需要在 BST 和 SW 引腳之間連接一個(gè)升壓電容器來(lái)驅(qū)動(dòng)頂部開(kāi)關(guān)的柵極。 當(dāng) SW 為低電平時(shí)，升壓電容器由內(nèi)部 4.3V 電源軌充電。

電流模式控制

WD5065B 利用固定頻率、峰值電流模式控制來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。 輸出電壓通過(guò)電阻分壓器在 FB 引腳上測(cè)量，誤差由內(nèi)部跨導(dǎo)誤差放大器放大。電壓反饋環(huán)路由連接在 COMP 引腳和 GND 引腳之間的外部 RC 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償。

內(nèi)部振蕩器啟動(dòng)高端功率開(kāi)關(guān)，COMP 引腳上的誤差放大器輸出控制高端功率開(kāi)關(guān)電流，當(dāng)高端MOSFET 開(kāi)關(guān)電流達(dá)到 COMP 電壓設(shè)定的閾值電平時(shí)，功率開(kāi)關(guān)導(dǎo)通 離開(kāi)。

COMP 引腳電壓會(huì)隨著輸出電流的增大和減小而增大和減小。該器件通過(guò)將 COMP 引腳電壓鉗位到最大電平來(lái)實(shí)現(xiàn)電流限制。 PFM 模式通過(guò)COMP 引腳上的最小電壓鉗位實(shí)現(xiàn)。

RT短路保護(hù)

如果檢測(cè)到 RTpin 對(duì)地短路，則不允許WD5065B 切換以防止異常工作狀態(tài)。 當(dāng) RT 引腳的短路條件消除時(shí)，穩(wěn)壓器可以再次激活 。過(guò)壓保護(hù) WD5065B 中設(shè)計(jì)了輸出過(guò)壓保護(hù) (OVP)， 以在從輸出故障條件或強(qiáng)卸載瞬態(tài)中恢復(fù)時(shí)最大限度地減少電壓過(guò)沖，在具有低輸出電容的設(shè)計(jì)中，電源輸出電壓的增加速度快于誤差放大器輸出的響應(yīng)，從而導(dǎo)致輸出過(guò)沖。 OVP 功能通過(guò)將 FB 引腳電壓與上升的 OVP 閾值(名義上為內(nèi)部參考電壓的 108%)進(jìn)行比較，在使用低值輸出電容器時(shí)最大限度地減少輸出過(guò)沖。 如果 FB 引腳電壓大于上升的 OVP 閾值時(shí)，高端 MOSFET 立即被禁用以最小化輸出過(guò)沖。 當(dāng) FB 電壓降至低于 OVP 下降閾值(標(biāo)稱為內(nèi)部參考電壓的 106%)時(shí)，高端 MOSFET 恢復(fù)正常工作

最大開(kāi)關(guān)頻率

為了在較高開(kāi)關(guān)頻率和輸入電壓下的過(guò)載條件下保護(hù)轉(zhuǎn)換器，WD5065B 實(shí)現(xiàn)了頻率折返。當(dāng) FB 電壓從 0.8V 降至 0.35V 以下時(shí)，振蕩器頻率被 4 分頻。當(dāng)FB電壓升至0.4V以上時(shí)，頻率存在折返狀態(tài)。當(dāng) FB 電壓降至 0.18V 時(shí)，振蕩器頻率除以 8。當(dāng)FB電壓升至0.2V以上時(shí)，頻率存在折返狀態(tài)。 當(dāng)輸出電壓被短路負(fù)載強(qiáng)制拉低時(shí)，電感電流在關(guān)斷期間緩慢下降。頻率折返通過(guò)增加開(kāi)關(guān)周期的周期來(lái)有效地增加關(guān)斷時(shí)間，從而為電感器電流斜降提供更多時(shí)間。 頻率折返通過(guò)增加開(kāi)關(guān)周期的周期來(lái)有效地增加關(guān)斷時(shí)間，從而為電感電流提供更多時(shí)間斜降。在最大頻率折返比為 8 的情況下，電感電流可以由下式控制的最大頻率頻率折返保護(hù)。 以下等式計(jì)算當(dāng) VOUT 被強(qiáng)制為 VOUT_SC 時(shí)電感電流將保持受控的最大開(kāi)關(guān)頻率。選定的工作頻率不應(yīng)超過(guò)計(jì)算值。

審核編輯：湯梓紅