基于HIP6004E的降压型DC/DC变换器的设计

从式（3）—（4）可看出，增大电感，将减小纹波电流和纹波电压；反之，则增大纹波电流和纹波电压。为了获得相同的纹波电压，增大电感，可以减少输出电容的数量。但是，增大电感后将降低对负载瞬态电流的响应，所以，输出电感和输出电容的选择是相辅相成的，需在两者之间取一个折衷值，实际应用中可根据输出电压纹波要求和动态性能要求来确定电感和电容值。

3.3.3 MOSFET

HIP6004E变换器需要两个N沟道的MOSFET。MOSFET的选择由R_DS（on），门极驱动电压，输出电流，散热条件等因素确定。在大电流应用中，MOSFET的耗散功率，封装形式和散热器是主要考虑的目标。根据耗散功率，热阻等可计算出MOSFET的工作温升，要确保在最高环境温度工作时，MOSFET不超过最大允许的结温。

两个MOSFET的耗散功率分别由式（5）和式（6）确定。

P_上=I_o²×R_DS(on)×D＋×I_o×V_in×t_sw×f_s （5）

P_下=I_o²×R_DS(on)×(1－D) （6）

式中：D=V_out/V_in（工作周期）；

t_sw为导通时间；

f_s为开关频率。

一般选择耐压为30V的MOSFET，电流根据负载要求而定，推荐使用IR或Intersil生产的MOSFET。

3.3.4 二极管

二极管的作用是钳位，即在下端MOSFET已关断，上端MOSFET还未导通的时间内产生的负电压。必须选用快速的肖特基二极管以防止MOSFET本身的体二极管的导通，如果直接利用MOSFET本身的体二极管来钳位负电压，则变换器效率将降低1～2个百分点。推荐使用3A，40V的肖特基二极管如Motorola的MBR340。

3.4 电压反馈补偿电路设计

电压反馈补偿电路的设计是整个变换器设计中最重要的环节，其参数的设置直接影响系统的稳定性和动态响应时间。电压反馈补偿电路如图4所示。

图4 电压反馈补偿电路

反馈补偿电路由内部误差放大器，Z_IN阻抗网络，Z_FB阻抗网络组成。

以下详细介绍电阻，电容参数的计算方法。

1）选择R₁的阻值，通常在2kΩ到5kΩ之间，一般定为3.3kΩ。

2）计算R₂的阻值

R₂=××R₁ （7）

式中：DBW是希望的带宽，一般为变换器开关频率的20％～30％；

ΔV_OSC为HIP6004E的斜坡幅值（1.9V）；

V_in为输入电压；

f_LC=，L_o为输出滤波电感值，C_o为输出滤波电容值。

3）计算C₂的值

C₂= （8）