Sekarang di sini pertama -tama kita melihat sirkuit dengan LM5164 lalu kita melangkah demi langkah memilih bagian -bagian seperti induktor, kapasitor, resistor dan akhirnya, kita berbicara tentang tata letak PCB dan pemecahan masalah. Oke, mari kita mulai.
Apa yang kami dapatkan dengan LM5164
Chip LM5164 ini sangat berguna karena dapat mengambil input 15V hingga 100V, dan kami dapat mengatur tegangan output dari 1.225V ke apa pun yang kami inginkan (di bawah VIN). Tapi di sini kami mengaturnya di 12V 1A. Sekarang beberapa hal baik tentang chip ini:
Bekerja dari 15V hingga 100V sangat fleksibel.
Kami dapat menyesuaikan output menggunakan dua resistor.
Memberikan 1A saat ini, cukup baik untuk banyak hal.
Memiliki IQ rendah jadi tidak membuang banyak daya.
Menggunakan kontrol konstan-waktu (cot), yang berarti respons cepat terhadap perubahan beban.
Memiliki MOSFET di dalamnya sehingga tidak perlu dioda eksternal.
Jadi chip ini cukup rapi ketika kami menginginkan input tegangan tinggi tetapi membutuhkan output 12V yang aman.
Apa yang dimiliki sirkuit ini
Sekarang ketika kita menggunakan LM5164 ini kita tidak hanya menghubungkannya secara langsung, kita membutuhkan bagian lain untuk membuatnya bekerja dengan baik. Inilah yang kami masukkan:
LO (induktor) → Bagian ini menyimpan energi dan membantu mengganti kerja dengan lancar.
CIN (kapasitor input) → Ini menstabilkan tegangan input sehingga LM5164 tidak melihat penurunan tegangan mendadak.
Cout (kapasitor output) → ini mengurangi riak, jadi kami mendapatkan DC 12V bersih.
RFB1, RFB2 (resistor umpan balik) → Ini set tegangan output.
CBST (kapasitor bootstrap) → Ini membantu MOSFET sisi tinggi bekerja dengan baik.
RA, CA, CB (Jaringan Kompensasi) → Ini diperlukan untuk menjaga sirkuit tetap stabil.
Jika kita memilih nilai yang salah, maka kita mendapatkan output yang buruk - baik lompatan tegangan, riak tinggi, atau bahkan tidak akan dimulai. Jadi, kami menghitung semuanya dengan benar.
Bagaimana kami menetapkan tegangan output
Sekarang LM5164 memiliki pin umpan balik (FB) dan kami menghubungkan RFB1 dan RFB2 di sana untuk mengatur tegangan output. Formulanya adalah:
Vout = 1.225V * (1 + rfb1 / rfb2)
Kami memperbaiki RFB2 = 49.9KΩ (nilai bagus dari data lembar), sekarang kami menghitung RFB1 untuk output 12V:
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 tapi 439kΩ bukan standar jadi kami menggunakan 453kΩ yang cukup dekat.
Seberapa cepat sirkuit ini beralih
Konverter Buck ini berfungsi dengan beralih, jadi kita perlu mengatur kecepatan switching. Waktu tetap di (ton) adalah:
Ton = vout / (vin * fsw)
Kami mengambil Vout = 12V, Vin = 100V, FSW = 300KHz Jadi:
Ton = 12v / (100V * 300000)
Nada = 400ns
Sekarang Off-Time (TOFF) adalah:
Toff = ton * (anggur / vout - 1)
Nilai mengganti:
TOFF = 400ns * (100V / 12V - 1)
Toff = 400ns * 7.33
TOFF = 2.93μs
Siklus tugas (D) adalah:
D = Vout / Anggur
D = 12V / 100V
D = 0,12 (12%)
Jadi MOSFET aktif untuk waktu 12% dan mati untuk waktu 88%.
Memilih komponen
Induktor (LO)
Kami menemukan lo menggunakan ini:
Lo = (vinmax - vout) * d / (Δil * fsw)
Kami mengambil Δil = 0,4a,
LO = (100V - 12V) * 0,12 / (0,4a * 300000)
LO = 68μH
Jadi kami menggunakan induktor 68μH.
Kapasitor Output (Cout)
Kita perlu cout untuk mengurangi riak:
Cout = (iout * d) / (ΔVout * fsw)
Untuk ΔVout = 50mv,
Cout = 8μf
Tetapi lebih baik menggunakan 47μF agar aman.
Input Capacitor (CIN)
Untuk CIN yang kami gunakan:
Cin = (iout * d) / (Δvin * fsw)
Untuk ΔVin = 5V,
Makan = 2.2μ y
Bootstrap Capacitor (CBST)
Kami hanya mengambil 2.2NF dari rekomendasi lembar data.
Memeriksa efisiensi
Efisiensi (η) adalah:
H = (cemberut / pin) * 100%
Pout = vout * iout = 12w
Untuk efisiensi 80%,
Pin = 12W / 0.80 = 15W
Arus input:
Iin = pin / vin
Iin = 15W / 100V
Iin = 0,15a
Tata letak PCB, sangat penting!
Sekarang jika tata letak PCB buruk maka kita mendapatkan kebisingan tinggi, kinerja yang buruk atau bahkan kegagalan. Jadi:
Buat jejak arus tinggi pendek dan lebar.
Tempatkan kapasitor dekat dengan chip.
Gunakan bidang tanah untuk mengurangi kebisingan.
Tambahkan vias termal di bawah LM5164 untuk membantu pendinginan.
Menguji dan memperbaiki masalah
Mulailah dengan tegangan input rendah (15V).
Periksa apakah kami mendapatkan output 12V.
Gunakan osiloskop untuk melihat bentuk gelombang switching.
