如何选用DC/DC转换器IC外围器件

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外围器件的选用

在此说明关于如何选用DC/DC转换器IC外围器件。因外围器件对DC/DC转换器的各个特性具有极大影响,必须特别注意。

外围器件的产品型号请参考数据目录中的标准电路使用范例

表1中说明了由外围器件所决定的对 DC/DC转换器特性的影响。

表1 :选用与特性相对应的外围器件

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线圈

请参考表2,选择与振荡频率和输出电流(负载)相对应的电感值。因为振荡频率越高,越可选择电感小的线圈,可以使线圈形状小。

请尽可能选择DCR(直流电阻)低的线圈。逐渐降低L值,峰值电流(Ipeak)将增大,到达一定的L值时,形成最大输出电流。此外,逐渐增大L值可降低由峰值电流引起的开关晶体管的损害,到达一定数值时效率为最大。

再逐渐增加L值时,由线圈的直流电阻(DCR)引起的损耗将增大,使得效率恶化。

在选用线圈时,请注意额定(容许)电流。当输入电流超过额定(容许)电流之后、线圈将发热,引起磁饱和现象,效率将显著恶化。此外,大电流会引起IC的损坏,请注意在峰值电流不超过额定电流的范围内选用。

表2 电感值的选定标准

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以XC6367A、XC6368A为例,使用同样形状的线圈,对不同振荡频率下的效率进行了比较。得出的结果如下图所示。

XC6367A Series, VOUT=5V, Vin=3.3V

Tr.=XP161A1355PR, SD=MA2Q737, Coil=CR54, Cin=220μF, CL=47μF

QQ截图20180813032611
XC6368A Series, VOUT=5V, Vin=3.3V

Tr.=XP161A1355PR, SD=MA2Q737, Coil=CR54, Cin=220μF, CL=47μF

QQ截图20180813032624
非连续模式时,按以下公式计算线圈的峰值电流ILpeak。请使用额定电流值大于线圈峰值电流的线圈。

并且,以下的公式是按没有损耗的理想状态条件下计算的,实际应用时将比计算值大。

ILpeak2=2(Vout-Vin) x Iout ÷(L x fOSC)

Ex.) Vin=3V, Vout=5V, Iout=10mA, fOSC =100kHz, L=100μH

ILpeak=SQRT(2 x (5-3) x 0.01/(100000 x 0.0001)) ≒63mA

二极管

1
请使用正向压降VF小的二极管。可以抑制因正向压降的电压降低而引起的损耗、提高效率。此外,还可以降低升压电路的起始工作电压。请选择在线圈峰值电流的状态下,VF<0.6V的二极管。

2
请使用结电容较小的二极管。当结电容较大时,开关速度降低。当二极管导通或关闭时会发生尖峰噪声增大的现象。此外,开关速度降低时,开关时的损耗增大。

3
请选择反向漏电流IR小的二极管。IR大的状态下,小负载时的效率降低,并引起尖峰噪声增大等恶劣影响。特别是高温时 IR 将增大,需特别注意。基本上,大电流(低VF)型二极管都具有IR增大的倾向。

4
用于升压DC/DC转换器时,在输入电压下限值(用于降压DC/DC转换器时为输入电压的上限值)的条件下,请选用额定电流为线圈峰值电流2~3倍以上的二极管。特别是PFM调制时,峰值电流增大,请特别注意。

5
用于升压DC/DC转换器时,请选择额定电压为输出电压(降压DC/DC转换器的情况下为输入电压)1.5倍以上的二极管。请在实际使用时确认端子之间的电压确实不超过额定电压。

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