DC-DC電路中的輸入、輸出電容能省嗎?
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DC-DC非隔離電源設(shè)計(jì)中,常常有為了節(jié)省成本,把輸入輸出電容省了或改小,其實(shí)這些都是不可取的,因小失大。下面是總結(jié)的一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn):
1、輸入端:
輸入電容 CIN:
常見案例,如直接去掉 CIN,或者 22uF改成 1uF等,這些都是不可取的。輸入電容 CIN的濾波穩(wěn)壓作用是不可忽略的,輸入電容 CIN在 PCB設(shè)計(jì)中, 需要盡可能靠近在芯片的 VIN引腳位置,同時(shí) 加上 0.1uF的旁路高頻去耦瓷片電容并靠近芯片 VIN引腳,有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性, CIN是瓷片電容時(shí),一般增加多個(gè) CIN并聯(lián),也利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
輸入尖峰電壓吸收:
由于貼片陶瓷電容的 RMS 電流較小,若僅適用瓷片電容,在 9V, 15V, 30V, 50V,70V和 90V輸入沖擊電壓會(huì)達(dá)到輸入最大電壓的 3-4 倍,可能會(huì)超出芯片 Vin 腳的耐壓,造成芯片損壞,
一般建議是:
(1) 輸入電容加電解電容
(2) 加 TVS管
(3)輸入正極串聯(lián)電阻
2、 輸出端
輸出電容 COUT
輸出電容 COUT也是存在節(jié)省成本,電容不加和嚴(yán)重減少容值問題,還有PCB lay的擺放位置問題。在一些 DC-DC芯片中,如果存在 VOUT引腳, COUT也是需要靠近 VOUT引腳擺放。
同時(shí)加上 0.1uF的旁路高頻去耦瓷片電容,有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性, COUT是瓷片電容時(shí),一般增加多個(gè) COUT并聯(lián),也利于系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
注意:輸入電容和輸出電容接 GND的回路畫板也需要注意,不要從電感干擾源底部經(jīng)過,這會(huì)造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。
3、 FB輸出電壓反饋
要遠(yuǎn)離干擾源,如電感器和續(xù)流二極管,反饋電阻要靠近芯片 FB引腳位置擺放。
例如, R1和 R2是反饋電阻, C2是反饋旁邊電容, C2根據(jù)芯片規(guī)格書選擇加和不加。
輸出反饋電阻 R1要從輸出電容 COUT端單點(diǎn)走線接到 R1位置,不能從電感器出走線,輸出電容濾波后對(duì) FB 采樣的精確度和抗干擾效果更好,同時(shí) R1/R2電阻需要精度 1%的。
4、二極管:
二極管的耐壓值和電流均需要留有一定的余量,大概 40%左右。續(xù)流二極管 D1 的推薦選擇肖特基二極管,使用快管效率會(huì)損傷,普通整流二極管無法正常使用。
5、電感器:
電感器不可直接貼近 IC 或者倒放在 IC 上,避免電感高頻電流信號(hào)對(duì)芯片內(nèi)部小信號(hào)的干擾;電感器的選擇要依據(jù)芯片規(guī)格書的公式或者推薦值。跟芯片的工作頻率是由直接關(guān)系,頻率高,可選擇低感值的電感器,頻率低,需選擇高感值的電感器,例如工作頻率是 1MHZ,可選 3.3uH,4.7uH等, 工作頻率是 140kHZ,建議是 47uH-22uH。同時(shí)芯片的輸出功率決定了選擇多大的電感器,一般主要看選擇的電感器的飽和電流,再綜合尺寸,散熱,效率等來選擇貼片電感或者環(huán)形電感。
XZ4058E/F,20V,外置MOS…
封裝:SOP8充電電池節(jié)數(shù):3節(jié)鋰電池最高輸入電壓:20V 充電電壓:12.6V /13.05V充電電壓精度:±1.0%
2A,24VIN,單燈,XZ4086A…
封裝:ESOP8充電電池節(jié)數(shù):1節(jié)鋰電池最高輸入電壓:24V工作電壓:4.7-16V 充電電壓:4.2V
外置MOS,20VIN,單燈,XZ…
封裝:SOP8充電電池節(jié)數(shù):1節(jié)鋰電池最高輸入電壓:20V 充電電壓:4.35V 充電電壓精度:±1.0%
外置MOS,20VIN,單燈,XZ…
封裝:SOP8充電電池節(jié)數(shù):1節(jié)鋰電池最高輸入電壓:20V 充電電壓:4.2V 充電電壓精度:±1.0%