電子發(fā)燒友App
DC/DC 降壓穩(wěn)壓器產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域主要在高效率降壓調(diào)節(jié)器，單片開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，正、負(fù)電壓轉(zhuǎn)換器，電信系統(tǒng)，汽車(chē)系統(tǒng)，電池管理數(shù)字設(shè)備。移動(dòng)硬盤(pán)、LCD 顯示器、POS 機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、電機(jī)供電設(shè)備、車(chē)載電子產(chǎn)品、稅控機(jī)、LCD 電壓調(diào)節(jié)器、LCM 、汽車(chē)充電器、液晶電視、機(jī)頂盒、工業(yè)和汽車(chē)音頻電源、大功率 LED 電源和 12V/24V 分布式電源等。從應(yīng)用領(lǐng)域看，電源管理器件市場(chǎng)的焦點(diǎn)仍集中在便攜式設(shè)備、計(jì)算機(jī)、通信和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)用等領(lǐng)域，同時(shí)工業(yè)設(shè)備對(duì)電源管理器件的需求也呈上升趨勢(shì)。電子發(fā)燒友網(wǎng)挑選了幾款3A輸出電流，電壓可調(diào)節(jié)DC/DC 降壓穩(wěn)壓器產(chǎn)品作為對(duì)比，供廣大工程師參考和認(rèn)識(shí)。在這里我們將以TPS5430DDA和LM2576?ADJ為例來(lái)向大家介紹。
TPS5430DDA 3A寬輸入范圍降壓轉(zhuǎn)換器
TPS5430DDA是SWIFT?DC / DC穩(wěn)壓器家族的一員，TPS5430是一個(gè)高輸出電流PWM轉(zhuǎn)換器，集成了一個(gè)低阻抗高側(cè)N通道MOSFET。
在基板上所列出的功能包括一個(gè)高性能的電壓誤差放大器，實(shí)現(xiàn)了在瞬態(tài)條件下嚴(yán)格的電壓調(diào)節(jié)精度，欠壓鎖定電路，以防止啟動(dòng)直到輸入電壓達(dá)到5.5 V內(nèi)部設(shè)置慢啟動(dòng)電路，限制浪涌電流和電壓前饋電路，以改善系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)。使用ENA引腳，降低到關(guān)斷電源電流典型值為18μA。其他功能還包括過(guò)流限制，過(guò)壓保護(hù)和熱關(guān)斷。為了降低設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和外部元件的數(shù)量，TPS5430/TPS5431反饋回路是內(nèi)部補(bǔ)償。TPS5430/TPS5431使用的8引腳SOIC PowerPAD?封裝。
特性
寬輸入電壓范圍：
TPS5430：5.5 V至36 V
TPS5431：5.5 V至23 V
3-A的連續(xù)輸出電流（4-A峰值）
效率高達(dá)95％啟用110-M 集成的MOSFET開(kāi)關(guān)
寬輸出電壓范圍：1.5％的初始精度可調(diào)低至1.22 V
內(nèi)部補(bǔ)償最大限度地減少外部元件數(shù)
固定500 kHz的開(kāi)關(guān)頻率小的過(guò)濾器尺寸
改進(jìn)線(xiàn)路調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)輸入電壓前饋
過(guò)流限制，過(guò)壓保護(hù)和熱關(guān)斷保護(hù)系統(tǒng)
-40°C至125°C工作結(jié)溫范圍
小型耐熱增強(qiáng)型8引腳SOIC PowerPad封裝
內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能：
①晶振（Oscillator） 頻率。
固定500kHz轉(zhuǎn)換速率， 使得在同樣的輸出波紋要求下產(chǎn)生更小的輸出電感。
②基準(zhǔn)（Reference） 電壓。
通過(guò)縮放溫度穩(wěn)定能隙帶電路的輸出范圍， 基準(zhǔn)電壓系統(tǒng)產(chǎn)生精確的基準(zhǔn)信號(hào)。經(jīng)測(cè)試， 在允許的溫度范圍內(nèi)， 1.221V電壓輸出時(shí)能隙帶和縮放電路保持平衡。
③ ENA （使能腳） 和（ Slow Start） 內(nèi)部軟啟動(dòng)。
當(dāng)ENA腳上的電壓超過(guò)極限電壓時(shí)轉(zhuǎn)換器和內(nèi)部的軟啟動(dòng)開(kāi)始工作， 低于極限電壓，轉(zhuǎn)換器停止工作軟啟動(dòng)開(kāi)始復(fù)位。ENA腳接地或電壓小于015V時(shí)轉(zhuǎn)換器停止工作。ENA腳可以懸空。
④ UVLO （欠壓鎖定） 。
TPS5430帶有UVLO電路。無(wú)論在上電或掉電過(guò)程中， 只要V IN （輸入電壓） 低于極限電壓， 轉(zhuǎn)換芯片不工作。UVLO比較器的典型遲滯值為330mV.
⑤ Boost Capacitor （啟動(dòng)電容） 。
在BOOT腳和PH腳間連接0.01μF的陶瓷電容， 為MOSFET的高端提供門(mén)電壓。
⑥ VSENSE （外部反饋） and Internal Compensation （內(nèi)部補(bǔ)償） 。
輸出電壓通過(guò)外部電阻分壓被反饋到VSENSE腳。在穩(wěn)定狀態(tài)下， VSENSE腳的電壓等于電壓參考值1.221V.TPS5430擁有內(nèi)部補(bǔ)償電路， 簡(jiǎn)化了芯片設(shè)計(jì)。
⑦ Voltage Feed Forward （電壓正反饋） 。
內(nèi)部的電壓正反饋保證了無(wú)論輸入電壓如何變化電源芯片都有一個(gè)恒定的增益。這大大簡(jiǎn)化了穩(wěn)定性分析， 改進(jìn)了瞬態(tài)響應(yīng)。TPS5430的正反饋增益典型值為25.
⑧ Pulse - W idth - Modulation Control （脈寬控制） 。
轉(zhuǎn)換器采取固定頻率控制方式。
⑨ Overcurrent Protection （過(guò)流保護(hù)） 。
過(guò)流保護(hù)電路使得電流超過(guò)極限值時(shí)， 內(nèi)部的過(guò)流指示器設(shè)置為真， 過(guò)流保護(hù)被觸發(fā)。
⑩ Thermal Shutdown （熱關(guān)斷） 。
接點(diǎn)溫度超過(guò)了溫度關(guān)斷點(diǎn)， 電壓參數(shù)被置為地， 高端MOSFET關(guān)斷。受軟啟動(dòng)電路的控制， 當(dāng)接點(diǎn)溫度降到比溫度關(guān)斷點(diǎn)低14℃時(shí)， 芯片重新啟動(dòng)。
應(yīng)用
消費(fèi)電子：機(jī)頂盒，DVD，液晶顯示器
工業(yè)和汽車(chē)音響電源
電池充電器，大功率LED電源
12-V/24-V分布式電源系統(tǒng)
引腳圖
PCB Layout 設(shè)計(jì)
LM2576?ADJ降壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器
LM2576-ADJ 美國(guó)NS 公司生產(chǎn)的單片降壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，由振蕩器、取樣放大器、比較器、PWM 調(diào)制器、功率開(kāi)關(guān)等部分組成。采用TO-220 封裝，僅有5只管腳，外形和塑封晶體管差不多。其功能框圖及引腳排列如圖1、圖2 所示。
圖1 LM2576 功能框圖
圖2 LM2576 引腳排列
LM2576-ADJ 是輸出電壓可調(diào)型，其技術(shù)參數(shù)為：輸入電壓3. 5～40V ;輸出電壓1. 23～37V ;輸出電流3A ;振蕩器固定頻率52kHz ;TTL 關(guān)閉能力及低功率備用狀態(tài);具有熱關(guān)閉和限流保護(hù)功能。 其典型應(yīng)用電路如圖3 所示（輸出電壓連續(xù)可調(diào)） ，當(dāng)直流輸出端直接接于控制端4 腳時(shí)，可輸出固定電壓。LM2576系列產(chǎn)品是現(xiàn)流行的三端線(xiàn)性調(diào)整器的替代品。
圖3 LM2576-ADJ 典型應(yīng)用電路
以上我們分別介紹了TPS5430DDA和LM2576?ADJ的一些基本特性，接下來(lái)我們舉例說(shuō)明兩款芯片的應(yīng)用
TPS5430在地震前兆觀測(cè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是地震前兆觀測(cè)儀器的重要組成部分，它將傳感器探測(cè)到的微弱模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并運(yùn)算為后續(xù)的地震分析提供可靠數(shù)據(jù)。
最初， 我們?cè)捎肕AX1626等芯片電源為T(mén)J - 2型體積式應(yīng)變儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)供電，但在測(cè)試中我們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定， 儀器會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)重啟現(xiàn)象。究其原因， 發(fā)現(xiàn)是MAX1626等芯片電源帶負(fù)載能力不足夠大造成的。因此， 經(jīng)過(guò)多方考察， 我們最終選用帶負(fù)載能力強(qiáng)、效率高、外圍器件少的TPS5430芯片作電源， 為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的A /D轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊供電， 原理如圖。
圖 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖。
在對(duì)TJ - 2型體積式應(yīng)變儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的供電電源設(shè)計(jì)過(guò)程中， 首先要根據(jù)工作要求確定設(shè)計(jì)參數(shù)， 然后根據(jù)參數(shù)設(shè)計(jì)電路和選擇外圍元器件。
（1） 設(shè)計(jì)參數(shù)要求
輸入電壓范圍： 10.8~19.8V;輸出電壓： 5V;輸入波紋電壓： 300mV;輸出波紋電壓： 30mV;輸出額定電流： 3A.
（2） 應(yīng)用電路
本系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)選用TPS5430的經(jīng)典電路， 如圖4。
圖 1018~1918V輸入轉(zhuǎn)5V輸出電壓應(yīng)用電路圖
?
LM2576-ADJ 構(gòu)成單片開(kāi)關(guān)電源
交流電經(jīng)電源變壓器隔離降壓再經(jīng)橋式整流濾波后，加到LM2576-ADJ 輸入端1 腳。穩(wěn)壓器控制端4 腳接于電位器W和電阻R 組成的分壓電路上，改變W即可改變分壓比，就能調(diào)節(jié)其輸出電壓大小。Vo = UREF（1 +W/R） ，其中UREF為穩(wěn)壓器取樣電路基準(zhǔn)電壓為1. 23V。C1 輸入端濾波電容， C2 、C3 輸出端濾波電容如圖 所示。
圖 高效率輸出連續(xù)可調(diào)穩(wěn)壓電源
器件選擇
C1 的選擇原則可按IOM×1000uF/A 經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算，即每輸出1A電流就對(duì)應(yīng)于1000uF 的電容量，耐壓為63V 即可。續(xù)流二極管D的選擇，正向額定電流必須大于負(fù)載電流，耐壓值必須大于輸入電壓。
貯能電感的計(jì)算，按
公式計(jì)算。其中Vi為L(zhǎng)M2576-ADJ輸入不穩(wěn)定的直流，Iomin為開(kāi)關(guān)穩(wěn)定器輸出電流的最小值，f 開(kāi)關(guān)管工作頻率。
輸出端濾波電容的計(jì)算， 按 
公式計(jì)算。其中△Vo 為開(kāi)關(guān)穩(wěn)定器輸出電壓紋波分量。
使用注意事項(xiàng)
（1） 當(dāng)輸出電壓較低時(shí)，其輸出脈寬很窄，占空比很小，將增加輸出電壓的紋波系數(shù)。因此，變壓器次級(jí)宜采取高低壓抽頭。
（2） 信號(hào)地與功率地必須分開(kāi)布置，因?yàn)楣β实鼐€(xiàn)上流過(guò)大電流在印制板上形成壓降若被引入信號(hào)端，經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器反映到輸出端，將影響穩(wěn)壓性能。
（3） 使用中應(yīng)避免輸出端短路，尤其是當(dāng)輸出電壓較高、輸出電流較大時(shí)，有可能造成開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器損壞。
總結(jié)：目前外國(guó)企業(yè)主導(dǎo)著中國(guó)的電源管理市場(chǎng)，德州儀器、國(guó)家半導(dǎo)體--TI（德州儀器 SVA）和飛兆半導(dǎo)體在總體市場(chǎng)份額方面處于領(lǐng)先地位。而且，最大的 10 家廠商都是歐美企業(yè)。二線(xiàn)廠商主要是東芝、NEC、夏普和富士通等日本廠商，以及立琦等***企業(yè)，這些企業(yè)在低端市場(chǎng)獲得了成功，尤其是在消費(fèi)電子市場(chǎng)。領(lǐng)先供應(yīng)商往往采用集成器件制造商（IDM）模式，與此不同的是，中國(guó)只有三家國(guó)內(nèi)電源管理 IC 廠商采用了這種模式，國(guó)內(nèi)的多數(shù)供應(yīng)商都?xì)v史較短，規(guī)模較小，只有 ASMC、貝嶺和 CSMC 是專(zhuān)門(mén)的模擬代工廠商，可以提供成熟的模擬工藝。中國(guó)電源 IC 領(lǐng)域的主流廠商 BCD，杭州士蘭、華潤(rùn)矽微、無(wú)錫芯朋、深圳芯聯(lián)、亞成微電子、北京思旺以及燦瑞半導(dǎo)體等以及大大小小五百多家模擬類(lèi)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)中部分生產(chǎn)的電源芯片和假冒歐美品牌的產(chǎn)品構(gòu)成了中國(guó)龐大的電源芯片供應(yīng)市場(chǎng)。最后電子發(fā)燒友網(wǎng)為大家列舉了幾款同類(lèi)產(chǎn)品的對(duì)比圖。
國(guó)外品牌開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓類(lèi)電源 IC對(duì)比
國(guó)內(nèi)品牌開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓類(lèi)電源 IC對(duì)比
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論