TPS54540降壓BUCK電路設計

2022-06-27 05:21:11 字數 2765 閱讀 6700

今天去把第二次考核電路驗收完了,現在就總結一下我的buck電路的設計吧。我設計的三路buck,其中6v的一路使用的是tps54540,3v3和5v使用的是tps562208。兩款晶元都是ti的,確實是ti的晶元做得太好了。本文的主角是tps54540。

第一次見到tps54540,我是在大疆的開發板上見到的,當時就被那塊開發板的供電驚豔到了,真的太強了

這個板子的5v接到示波器上,精度達到了1%,紋波不到10mv。於是我便想看看這個5v是什麼晶元做的,一看,正是tps54540。

那麼這個tps54540有多強呢?看datasheet第一頁就知道了:

這可比我之前用的lm2596(還是某寶上買的dcdc模組,我哭了)強到不知道**去了。廢話到此為止,下面開始正題:

首先看引腳,tps54540有8個引腳以及乙個熱風焊盤(引腳9)。

引腳1接的是自舉電容,同時自舉電容要跨接到引腳8(sw);

引腳2接的是晶元的供電腳;

引腳3是欠壓鎖使能引腳;

引腳4接定時電阻,控制開關頻率的;

引腳5是電壓反饋引腳,引腳5的反饋迴路接在輸出和地之間通過改變反饋迴路與輸出還有反饋迴路與地之間的阻值比,來調節輸出電壓

引腳6是頻率補償引腳,用於補償晶元內部的開關電流;

引腳7和引腳9都是接地引腳,引腳9同時還起到散熱的作用

引腳8接的是開關mos的輸出,也就是晶元的輸出

下面開始看看電路原理圖怎麼畫:這裡我用ti官方的設計工具生成了乙個原理圖,看看就好,不要完全照搬!!!

從左往右看電路圖,首先cin用於輸入濾波,這裡要注意,ti設計工具給的電容都是什麼妖魔鬼怪,按照上面的引數去買,你多半是買不到效能這麼好的電容的!!!所以實際的設計應該使用多個(一般用4個)相同的電容併聯,來達到ti設計工具上面的引數。

然後是ccomprcompccomp2,用於環路補償,rt定時電阻,這些按照ti給的引數來就可以。

cboot自舉電容,按照引數來沒問題。

d1續流二極體,耐壓要42v,由於是續流,tps54540輸出電流能達到5a,因此選擇5a或者5a以上的。在ti給的設計指南中使用的是 pds760(42v 7a) ,這裡也可使用 svm860 代替。

l1輸出電感,選擇功率電感即可。

rfbtrfbb反饋電阻,調節這兩個電阻的比值來調節輸出電壓。

cout是輸出濾波電容,用於去耦合。這裡也要注意,由於我們正常買到的電容esr值通常偏大,也需要併聯多個,而且僅僅乙個電解電容的濾波效果並不理想,可以根據電路特性,併聯幾個瓷片電容進去。

整個電路需要計算的也就是輸出電壓了,也就是反饋電阻的阻值比。在datasheet上很容易就能找到公式:

公式中的rhs(高位電阻,我這麼叫不知道對不對)就是跨接sw與fb引腳的電阻。rls(低位電阻)就是跨接fb和地的電阻。通常rls取10k,不大不小方便計算。

那麼我們很容易算出來,要輸出6v,rhs應該取65k。接著我們開始計算精度,按反饋電阻是1%的精密電阻來計算。

vmax=0.8v*1.01*(1+rhs*1.01/rls*0.99)=6.166v

同理算得最小電壓為5.838v。

那麼就得到電壓的波動範圍:97.3%~102.7%。誤差在3%之內,符合考核標準。

最後,貼出我的原理圖,和dji的原理圖,僅供參考:

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