Ngayon narito muna natin nakita ang circuit na may LM5164 pagkatapos ay pumunta tayo sa hakbang -hakbang na pumili ng mga bahagi tulad ng inductor, kapasitor, resistors at sa wakas, pinag -uusapan natin ang tungkol sa layout ng PCB at pag -aayos. Ok, magsimula na tayo.
Ano ang nakukuha namin sa LM5164
Ang LM5164 chip na ito ay sobrang kapaki -pakinabang sapagkat maaari itong tumagal ng 15V hanggang 100V input, at maaari kaming magtakda ng boltahe ng output mula sa 1.225V sa anumang nais namin (sa ibaba ng VIN). Ngunit dito itinakda namin ito sa 12V 1A. Ngayon ang ilang magagandang bagay tungkol sa chip na ito:
Gumagana mula 15V hanggang 100V kaya napaka -kakayahang umangkop.
Maaari naming ayusin ang output gamit ang dalawang resistors.
Nagbibigay ng 1A kasalukuyang, sapat na mabuti para sa maraming bagay.
May mababang IQ kaya hindi mag -aaksaya ng maraming lakas.
Gumagamit ng control-on-time (COT) control, nangangahulugang mabilis na tugon sa mga pagbabago sa pag-load.
May mga mosfets sa loob kaya hindi na kailangan para sa mga panlabas na diode.
Kaya ang chip na ito ay medyo maayos kapag nais namin ang mataas na boltahe ng boltahe ngunit kailangan ng isang ligtas na 12V output.
Kung ano ang circuit na ito
Ngayon kapag ginagamit namin ang LM5164 na ito hindi lamang namin ito ikinonekta nang direkta, kailangan namin ng iba pang mga bahagi upang maayos itong gumana. Narito ang inilalagay namin:
Ang LO (inductor) → Ang bahaging ito ay nag -iimbak ng enerhiya at tumutulong sa paglipat ng maayos.
Ang CIN (input capacitor) → Ito ay nagpapatatag ng boltahe ng input upang ang LM5164 ay hindi nakakakita ng biglaang mga dips ng boltahe.
Cout (output capacitor) → Binabawasan nito ang ripple, kaya malinis namin ang 12V DC.
RFB1, RFB2 (Feedback Resistors) → Ang SET output boltahe.
CBST (Bootstrap capacitor) → Tumutulong ito nang maayos sa mataas na bahagi ng MOSFET.
RA, CA, CB (Compensation Network) → Ito ay kinakailangan upang mapanatiling matatag ang circuit.
Kung pipiliin natin ang mga maling halaga, pagkatapos ay nakakakuha tayo ng masamang output - alinman sa mga boltahe na tumalon, mataas na ripple, o hindi rin ito magsisimula. Kaya, kinakalkula namin nang maayos ang lahat.
Paano namin itinakda ang boltahe ng output
Ngayon ang LM5164 ay may feedback pin (FB) at ikinonekta namin ang RFB1 at RFB2 doon upang itakda ang boltahe ng output. Ang pormula ay:
Vout = 1.225v * (1 + rfb1 / rfb2)
Inaayos namin ang RFB2 = 49.9kΩ (magandang halaga mula sa datasheet), ngayon kinakalkula namin ang RFB1 para sa 12V output:
RFB1 = (VOUT / 1.225V - 1) * RFB2
RFB1 = (12V / 1.225V - 1) * 49.9kΩ
Rfb1 = (9.8 - 1) * 49.9kΩ
Rfb1 = 8.8 * 49.9kΩ
RFB1 = 439KΩ
OK ngunit ang 439kΩ ay hindi pamantayan kaya ginagamit namin ang 453kΩ na sapat na malapit.
Gaano kabilis ang paglipat ng circuit na ito
Ang buck converter na ito ay gumagana sa pamamagitan ng paglipat, kaya kailangan nating itakda ang bilis ng paglipat. Ang oras na mananatili ito sa (tonelada) ay:
Ton = vout / (vin * fsw)
Kumuha kami ng vout = 12v, vin = 100v, fsw = 300khz KAYA:
Ton = 12V / (100V * 300000)
Tono = 400ns
Ngayon ang off-time (toff) ay:
Toff = ton * (alak / vout - 1)
Mga halaga ng pagpapalit:
TOFF = 400NS * (100V / 12V - 1)
TOFF = 400NS * 7.33
Toff = 2.93µs
Ang Duty Cycle (D) ay:
D = vout / alak
D = 12V / 100V
D = 0.12 (12%)
Kaya ang MOSFET ay nasa para sa 12% na oras at off para sa 88% na oras.
Pagpili ng mga sangkap
Inductor (lo)
Natagpuan namin ang paggamit nito:
LO = (vinmax - vout) * d / (Δil * fsw)
Kinukuha namin Δil = 0.4a,
LO = (100V - 12V) * 0.12 / (0.4A * 300000)
LO = 68µH
Kaya gumagamit kami ng isang 68µH inductor.
Output capacitor (cout)
Kailangan namin ng cout upang mabawasan ang ripple:
Cout = (iout * d) / (Δvout * fsw)
Para sa Δvout = 50mv,
Cout = 8µf
Ngunit mas mahusay na gumamit ng 47µF upang maging ligtas.
Input capacitor (CIN)
Para sa cin ginagamit namin:
Cin = (iout * d) / (Δvin * fsw)
Para sa Δvin = 5V,
Kumakain = 2.2μ y
Bootstrap Capacitor (CBST)
Kumuha lang kami ng 2.2nf mula sa rekomendasyon ng datasheet.
Suriin ang kahusayan
Ang kahusayan (η) ay:
H = (pout / pin) * 100%
Pout = vout * iout = 12w
Para sa 80% na kahusayan,
Pin = 12W / 0.80 = 15W
Kasalukuyang input:
Iin = pin / vin
Iin = 15W / 100V
Iin = 0.15a
Layout ng PCB, sobrang mahalaga!
Ngayon kung ang layout ng PCB ay masama pagkatapos ay nakakakuha tayo ng mataas na ingay, masamang pagganap o kahit na pagkabigo. KAYA:
Gumawa ng mga high-kasalukuyang bakas na maikli at malawak.
Ilagay ang mga capacitor na malapit sa chip.
Gumamit ng isang ground plane upang mabawasan ang ingay.
Magdagdag ng thermal vias sa ilalim ng LM5164 upang makatulong sa paglamig.
Pagsubok at pag -aayos ng mga problema
Magsimula sa mababang boltahe ng input (15V).
Suriin kung nakakakuha kami ng 12V output.
Gumamit ng isang oscilloscope upang makita ang paglipat ng alon.
