基于HIP6004E的降压型DC/DC变换器的设计
HIP6004E的开关频率在50kHz~1MHz内可调节,自由振荡频率为200kHz。在实际应用中,调节开关频率主要是考虑,高开关频率可以使用较小容量的输出滤波电感和电容。
当脚20(RT)对地接一个电阻时,开关频率将增大,开关频率由式(1)决定。
fs=200kHz+ (1)
当脚20对脚18(VCC)接一个电阻时,开关频率将减小,开关频率由式(2)决定。
fs=200kHz- (2)
3.2 输出电压编程
HIP6004E变换器的输出电压可在DC1.050~1.825V范围内精确调节,变化幅度每档为25mV。通过5个VID管脚对内部的DAC进行编程,可对输出电压进行精确的控制。编程表如表1所示。当管脚与地相连时编码为0;通过上拉电阻与VCC相连或悬空时编码为1。也可接受5位TTL电平信号进行编程。
表1 输出电压编程表
PIN NAME | Nominal Output Voltage DACOUT | PIN NAME | Nominal Output Voltage DACOUT | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
VID25mV | VID3 | VID2 | VID1 | VID0 | VID25mV | VID3 | VID2 | VID1 | VID0 | ||
0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1.050 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1.450 |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1.075 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1.475 |
0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1.100 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1.500 |
1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1.125 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1.525 |
0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1.150 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1.550 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1.175 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1.575 |
0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1.200 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1.600 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1.225 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1.625 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1.250 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1.650 |
1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1.275 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1.675 |
0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1.300 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1.700 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1.325 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1.725 |
0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1.350 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1.750 |
1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1.375 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1.775 |
0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1.400 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1.800 |
1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1.425 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1.825 |
3.3 元器件的选择和参数计算
3.3.1 输出电容
输出电容用来对输出进行滤波并提供负载瞬时电流。现代微处理器经常产生超过1A/ns的瞬态电流上升率,为了防止负载急剧变化时产生过大的上冲和下冲电压,在输出端经常需要并联大容量的滤波电容。实际上,滤波电容并不是容量越大越有作用,更主要的是取决于ESR(等效串联阻抗)的大小。ESR值越小,滤波效果越好,所以,必须选用低ESR值的铝电解电容或钽电容。在大多数应用场合中,多个小容量的电容并联比单个大容量的电容滤波效果要好。
3.3.2 输出电感
输出电感的功能是满足输出电压纹波要求。电感的大小决定了纹波电流,而纹波电压又取决于纹波电流。纹波电流和纹波电压可近似由式(3),式(4)表示。
纹波电流ΔI=×
(3)
纹波电压ΔVout=ΔI×ESR (4)
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