Teraz tu najprv vidíme obvod s LM5164, potom ideme krok za krokom výberom častí, ako je induktor, kondenzátor, odpory, a nakoniec hovoríme o rozložení PCB a riešení problémov. Dobre, začnime.
Čo dostaneme s LM5164
Tento čip LM5164 je veľmi užitočný, pretože môže trvať 15 V až 100 V vstup a my môžeme nastaviť výstupné napätie od 1,225 V do čohokoľvek, čo chceme (pod VIN). Ale tu sme to nastavili na 12 V 1A. Teraz niekoľko dobrých vecí na tomto čipe:
Funguje od 15 V do 100 V, takže veľmi flexibilné.
Môžeme nastaviť výstup pomocou dvoch odporov.
Dáva 1A aktuálny, dosť dobrý pre mnoho vecí.
Má nízku IQ, takže nestrácajte veľa energie.
Používa kontrolu konštantného času (COT), čo znamená rýchlu reakciu na zmeny zaťaženia.
Má vo vnútri MOSFET, takže nie je potrebné vonkajšie diódy.
Takže tento čip je celkom elegantný, keď chceme vstup vysokého napätia, ale potrebujeme bezpečný výstup 12 V.
Čo má tento obvod
Teraz, keď používame tento LM5164, nie je to priamo priamo, potrebujeme ďalšie časti, aby to fungovalo správne. Tu je to, čo vkladáme:
Lo (induktor) → Táto časť ukladá energiu a pomáha hladko prepínať.
CIN (vstupný kondenzátor) → Toto stabilizuje vstupné napätie, takže LM5164 nevidí náhle poklesy napätia.
Cout (výstupný kondenzátor) → Znižuje sa zvlnenie, takže dostávame čisté 12 V DC.
RFB1, RFB2 (rezistory spätnej väzby) → Tieto nastavené výstupné napätie.
CBST (kondenzátor Bootstrap) → To pomáha správne fungovať MOSFET na vysokej strane správne.
RA, CA, CB (kompenzačná sieť) → Tieto sú potrebné na udržanie stabilného obvodu.
Ak vyberieme nesprávne hodnoty, dostaneme zlý výstup - buď napätie skokov, vysoké zvlnenie, alebo sa ani nezačne. Takže všetko vypočítame správne.
Ako sme stanovili výstupné napätie
Teraz má LM5164 spätnú väzbu (FB) a pripájame RFB1 a RFB2, aby sme nastavili výstupné napätie. Vzorec je:
Vout = 1,225V * (1 + rfb1 / rfb2)
Opravujeme RFB2 = 49,9 kΩ (dobrá hodnota z údajov), teraz vypočítame RFB1 pre 12 V výstup:
Rfb1 = (vout / 1,225v - 1) * rfb2
Rfb1 = (12V / 1,225V - 1) * 49,9 kΩ
Rfb1 = (9,8 - 1) * 49,9 kΩ
RFB1 = 8,8 * 49,9 kΩ
RFB1 = 439 kΩ
Dobre, ale 439 kΩ nie je štandardný, takže používame 453 kΩ, ktorý je dostatočne blízko.
Ako rýchlo tento obvod spína
Tento prevodník Buck funguje prepínaním, takže musíme nastaviť rýchlosť prepínania. Čas, ktorý zostane na (tona), je:
Ton = vout / (vin * fsw)
Berieme Vout = 12V, vin = 100V, fsw = 300 kHz SO:
Ton = 12V / (100 V * 300000)
Tón = 400ns
Teraz je čas mimo času (Toff):
Toff = ton * (víno / vout - 1)
Nahradenie hodnôt:
Toff = 400ns * (100V / 12V - 1)
Toff = 400ns * 7,33
Toff = 2,93 µs
Cyklus (D) je:
D = Vout / víno
D = 12V / 100V
D = 0,12 (12%)
Takže MOSFET je zapnutý 12% čas a vypnutý na 88%.
Výber komponentov
Induktor (lo)
Nájdeme to pomocou tohto:
Lo = (vinmax - vout) * d / (δil * fsw)
Berieme δil = 0,4a,
Lo = (100V - 12V) * 0,12 / (0,4a * 300000)
Lo = 68 um
Používame teda induktor 68 uh.
Výstupný kondenzátor (cout)
Potrebujeme cout, aby sme znížili vlnenie:
Cout = (iout * d) / (Δvout * fsw)
Pre Δvout = 50 mv,
Cout = 8 µF
Ale lepšie použiť 47 µF na bezpečnosť.
Vstupný kondenzátor (CIN)
Pre cin, ktoré používame:
Cin = (iout * d) / (Δvin * fsw)
Pre ΔVin = 5V,
Stravovanie = 2,2 μl
Kondenzátor Bootstrap (CBST)
Z odporúčania údajov berieme iba 2,2nf.
Kontrola efektívnosti
Účinnosť (η) je:
H = (pout / pin) * 100%
Pou = vout * iout = 12w
Pre 80% účinnosť,
PIN = 12 W / 0,80 = 15W
Vstupný prúd:
Iin = pin / vin
Iin = 15 W / 100V
Iin = 0,15a
Rozloženie PCB, super dôležité!
Teraz, ak je rozloženie PCB zlé, dostaneme vysoký hluk, zlý výkon alebo dokonca zlyhanie. Tak:
Spravte krátke a široké stopy s vysokým prúdom.
Umiestnite kondenzátory blízko čipu.
Na zníženie hluku použite pozemnú rovinu.
Pridajte tepelné vklady pod LM5164, aby ste pomohli ochladiť.
Problémy s testovaním a opravou
Začnite s nízkym vstupným napätím (15v).
Skontrolujte, či dostaneme výstup 12 V.
Použite osciloskop na zobrazenie tvaru vlny prepínania.
