電子發(fā)燒友App
DC/DC 降壓穩(wěn)壓器產(chǎn)品應用領(lǐng)域主要在高效率降壓調(diào)節(jié)器，單片開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器，正、負電壓轉(zhuǎn)換器，電信系統(tǒng)，汽車系統(tǒng)，電池管理數(shù)字設備。移動硬盤、LCD 顯示器、POS 機、網(wǎng)絡交換設備、電機供電設備、車載電子產(chǎn)品、稅控機、LCD 電壓調(diào)節(jié)器、LCM 、汽車充電器、液晶電視、機頂盒、工業(yè)和汽車音頻電源、大功率 LED 電源和 12V/24V 分布式電源等。從應用領(lǐng)域看，電源管理器件市場的焦點仍集中在便攜式設備、計算機、通信和網(wǎng)絡設備應用等領(lǐng)域，同時工業(yè)設備對電源管理器件的需求也呈上升趨勢。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)品作為對比，供廣大工程師參考和認識。在這里我們將以TPS5430DDA和LM2576?ADJ為例來向大家介紹。
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是一個高輸出電流PWM轉(zhuǎn)換器，集成了一個低阻抗高側(cè)N通道MOSFET。
在基板上所列出的功能包括一個高性能的電壓誤差放大器，實現(xiàn)了在瞬態(tài)條件下嚴格的電壓調(diào)節(jié)精度，欠壓鎖定電路，以防止啟動直到輸入電壓達到5.5 V內(nèi)部設置慢啟動電路，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。使用ENA引腳，降低到關(guān)斷電源電流典型值為18μA。其他功能還包括過流限制，過壓保護和熱關(guān)斷。為了降低設計的復雜性和外部元件的數(shù)量，TPS5430/TPS5431反饋回路是內(nèi)部補償。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95％啟用110-M 集成的MOSFET開關(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)部補償最大限度地減少外部元件數(shù)
固定500 kHz的開關(guān)頻率小的過濾器尺寸
改進線路調(diào)整率和瞬態(tài)響應輸入電壓前饋
過流限制，過壓保護和熱關(guān)斷保護系統(tǒng)
-40°C至125°C工作結(jié)溫范圍
小型耐熱增強型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（Reference） 電壓。
通過縮放溫度穩(wěn)定能隙帶電路的輸出范圍， 基準電壓系統(tǒng)產(chǎn)生精確的基準信號。經(jīng)測試， 在允許的溫度范圍內(nèi)， 1.221V電壓輸出時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。
當ENA腳上的電壓超過極限電壓時轉(zhuǎn)換器和內(nèi)部的軟啟動開始工作， 低于極限電壓，轉(zhuǎn)換器停止工作軟啟動開始復位。ENA腳接地或電壓小于015V時轉(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。無論在上電或掉電過程中， 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的高端提供門電壓。
⑥ VSENSE （外部反饋） and Internal Compensation （內(nèi)部補償） 。
輸出電壓通過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)部補償電路， 簡化了芯片設計。
⑦ Voltage Feed Forward （電壓正反饋） 。
內(nèi)部的電壓正反饋保證了無論輸入電壓如何變化電源芯片都有一個恒定的增益。這大大簡化了穩(wěn)定性分析， 改進了瞬態(tài)響應。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 （過流保護） 。
過流保護電路使得電流超過極限值時， 內(nèi)部的過流指示器設置為真， 過流保護被觸發(fā)。
⑩ Thermal Shutdown （熱關(guān)斷） 。
接點溫度超過了溫度關(guān)斷點， 電壓參數(shù)被置為地， 高端MOSFET關(guān)斷。受軟啟動電路的控制， 當接點溫度降到比溫度關(guān)斷點低14℃時， 芯片重新啟動。
應用
消費電子：機頂盒，DVD，液晶顯示器
工業(yè)和汽車音響電源
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 設計
LM2576?ADJ降壓式開關(guān)穩(wěn)壓器
LM2576-ADJ 美國NS 公司生產(chǎn)的單片降壓式開關(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)閉和限流保護功能。 其典型應用電路如圖3 所示（輸出電壓連續(xù)可調(diào)） ，當直流輸出端直接接于控制端4 腳時，可輸出固定電壓。LM2576系列產(chǎn)品是現(xiàn)流行的三端線性調(diào)整器的替代品。
圖3 LM2576-ADJ 典型應用電路
以上我們分別介紹了TPS5430DDA和LM2576?ADJ的一些基本特性，接下來我們舉例說明兩款芯片的應用
TPS5430在地震前兆觀測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應用
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是地震前兆觀測儀器的重要組成部分，它將傳感器探測到的微弱模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并運算為后續(xù)的地震分析提供可靠數(shù)據(jù)。
最初， 我們曾采用MAX1626等芯片電源為TJ - 2型體積式應變儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)供電，但在測試中我們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定， 儀器會出現(xiàn)自動重啟現(xiàn)象。究其原因， 發(fā)現(xiàn)是MAX1626等芯片電源帶負載能力不足夠大造成的。因此， 經(jīng)過多方考察， 我們最終選用帶負載能力強、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。
1.電路設計
在對TJ - 2型體積式應變儀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的供電電源設計過程中， 首先要根據(jù)工作要求確定設計參數(shù)， 然后根據(jù)參數(shù)設計電路和選擇外圍元器件。
（1） 設計參數(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） 應用電路
本系統(tǒng)電源設計選用TPS5430的經(jīng)典電路， 如圖4。
圖 1018~1918V輸入轉(zhuǎn)5V輸出電壓應用電路圖
?
LM2576-ADJ 構(gòu)成單片開關(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)驗公式進行估算，即每輸出1A電流就對應于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載電流，耐壓值必須大于輸入電壓。
貯能電感的計算，按
公式計算。其中Vi為LM2576-ADJ輸入不穩(wěn)定的直流，Iomin為開關(guān)穩(wěn)定器輸出電流的最小值，f 開關(guān)管工作頻率。
輸出端濾波電容的計算， 按 
公式計算。其中△Vo 為開關(guān)穩(wěn)定器輸出電壓紋波分量。
使用注意事項
（1） 當輸出電壓較低時，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，變壓器次級宜采取高低壓抽頭。
（2） 信號地與功率地必須分開布置，因為功率地線上流過大電流在印制板上形成壓降若被引入信號端，經(jīng)過開關(guān)穩(wěn)壓器反映到輸出端，將影響穩(wěn)壓性能。
（3） 使用中應避免輸出端短路，尤其是當輸出電壓較高、輸出電流較大時，有可能造成開關(guān)穩(wěn)壓器損壞。
總結(jié)：目前外國企業(yè)主導著中國的電源管理市場，德州儀器、國家半導體--TI（德州儀器 SVA）和飛兆半導體在總體市場份額方面處于領(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)在低端市場獲得了成功，尤其是在消費電子市場。領(lǐng)先供應商往往采用集成器件制造商（IDM）模式，與此不同的是，中國只有三家國內(nèi)電源管理 IC 廠商采用了這種模式，國內(nèi)的多數(shù)供應商都歷史較短，規(guī)模較小，只有 ASMC、貝嶺和 CSMC 是專門的模擬代工廠商，可以提供成熟的模擬工藝。中國電源 IC 領(lǐng)域的主流廠商 BCD，杭州士蘭、華潤矽微、無錫芯朋、深圳芯聯(lián)、亞成微電子、北京思旺以及燦瑞半導體等以及大大小小五百多家模擬類集成電路設計企業(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)成了中國龐大的電源芯片供應市場。最后電子發(fā)燒友網(wǎng)為大家列舉了幾款同類產(chǎn)品的對比圖。
國外品牌開關(guān)穩(wěn)壓類電源 IC對比
國內(nèi)品牌開關(guān)穩(wěn)壓類電源 IC對比
工商網(wǎng)監(jiān)
評論