适用于汽车无线电系统AM和FM波段的低噪声开关电源

电感选择

升压调节器的最小输出电流约束电感值的选择。为确保调节器IC1总是工作在连续模式，最小电感值为：

(式27)

该设计中，最差条件为VIN处于其最大值(11.67V)时，对应占空比为37%。

当8V节点的最小电流为1A，降压转换器IC2的效率为90%时，降压调节器的最小输出功率变为9.44W。该功率对应于538mA最小输出电流IOUTA(MIN)，由升压调节器源出。综合考虑这些情况，解式27，最小电感值为1.32μH。对于本设计，为L1选择2.2μH电感。

电流检测

当检测电阻上的电压达到典型值305mV时，触发IC1的限流。所以，为正确选择该电阻，必须计算升压电感中的峰值电流：

(式28)

输入电压为其最小值时，达到峰值。本例中为5V，最大占空比为68%。如在式26中的计算，升压输出电压(OUTA引脚)为15.32V，要求1.46A的IOUTA电流，以为IC2提供必要功率。最差情况下，电感峰值电流为4.95A。为保留合适裕量，将检测电阻设计为在电感电流达到峰值时的压降为200mV。

(式29)

所以，为R10选择40M电阻。

实验室测试

冷启动测试

在实验室进行了冷启动测试。强制主电源电压(IN)在10ms内从12V降至7V。如图1所示，当IN电压下降时，IC1开始将OUTA电压升高至17.5V。这允许IC2将OUTB电压调节至8V。另一方面，当输入电压返回至其工作值时，IC1停止工作，OUTA电压下降至IN电压，二极管D2和电感L1上有小量压降。每次测试时，OUTB引脚上的输出负载为2.5A。

图1

图2

图3

图2和图3所示分别为放大的冷启动电压下降和上升阶段。

分析频域

借助于示波器的嵌入式FFT工具，将冷启动期间IC2的开关节点LX_Buck引脚电压的频谱显示于图4 (IN电压下降)和图5 (IN电压上升)。注意，频谱包括2MHz频率、相应谐波，当然还有直流分量。没有低于2MHz的交流分量，从而防止AM波段的噪声干扰。

对IC1的开关节点LX_Boost执行相同的过程。图6和图7中的测试结果显示有2MHz频率、谐波、直流分量，消除了AM波段噪声。

图4

图5

图6

图7

可选的设计改进

为优化效率，正常应用条件下，如果升压调节器IC1不工作，设计者可旁路肖特基二极管D2。主电源为正常值时，将一个n沟道MOSFET与D2并联，可以实现这一目的。为降低电磁干扰(EMI)，减缓MOSFET栅极上的电压沿并增加外部电阻(R8、R17、R18和R19)。这样将增加功耗。为滤除IC1电流检测波形中的尖峰脉冲，增加一个小RC滤波器(C6和R9)将非常有用。通过向R7电阻增加失调，也可降低IC1的限流门限。这将降低检测电阻R10上的功耗。