产品中心
0
如作甚降压应用选择合适的Buck转换器和控制器？？？？
时间:2024-05-28
泉源: 金狮贵宾会科技
一、DCDC降压稳压器是什么
DC-DC电源中常用的降压稳压器， ，， ，，依赖两个功率开关管来执行开关功效。�？？？？毓茉诳刂破鞯那卸孟�， ，， ，，以一定的占空比交替在电感里存储能量并释放给负载。。一样平常从芯片是否集成了开关管来区分DCDC降压稳压器：降压转换器（集乐成率开关管）和降压控制器（外置功率开关管）。。
图1 SCT2A23降压电路
降压转换器如图1由一颗SCT2A23芯片、一个功率电感L1及输入输出电容， ，， ，，组成了100V输入转换成12V输出的降压电路， ，， ，，功率开关管集成在了芯片内部， ，， ，，如图2所示HS、LS。。
图2 SCT2A23 芯片内部框图
降压控制器如图3所示， ，， ，，芯片内部无功率开关管。。
如图4所示， ，， ，，降压控制器内部只有控制电路， ，， ，，故而叫控制器。。需外加功率开关管才华组成一个完整的降压电路：由SCT82A30、两个功率开关管Q1和Q2、功率电感L1及输入输出电容， ，， ，，组成了100V输入转换成5V输出的降压电路。。
图4 SCT82A30降压电路
二、转换器与控制器的应用特点
同步Buck转换器与控制器究竟孰优孰劣涉及诸多考量， ，， ，，如功率需求、空间约束、本钱控制等。。
现实应用中， ，， ，，转换器主要用于较高电压转换至较低压的输出， ，， ，，好比12/24/48V转5V,5V转1.2V/1.8V等。。这类应用下， ，， ，，下管会有更长的导通时间， ，， ，，因此下管比上管更低的Rdson设计， ，， ，，有利于平衡上下管所爆发的导通消耗和笼罩大部分应用需求。。如图5 SCT2A23， ，， ，，上管Rdson是530mΩ， ，， ，，下管Rdson是220mΩ。。
图5 SCT2A23部分参数
因此关于某些大占空比输出特殊应用场合时， ，， ，，由于内部MOS牢靠， ，， ，，转换器可能不可实现标称的最大电流能力输出。�？？？？刂破髟蚩善局びτ眯枨�无邪选择差别的外置MOSFET， ，， ，，调解上下管的功率消耗分派。。
三、怎样准确选择Buck控制器的功率MOS
功率MOS作为Buck系统功率路径的阀门与功率消耗的承载者， ，， ，，选好功率开关管对电源系统的高效稳固运作十分主要。。这需要系统效率/温升情形/空间尺寸/本钱等多维度综合思量。。
1 功率MOS的耐压
MOS管的漏源耐压需要大于开枢纽点的最大关断震荡尖峰电压， ，， ，，这需要思量最大输入DC电压下的SW节点尖峰电压VSW_PEAK=VIN_MAX+VNOISE 如图6仿真值
在起源选项时， ，， ，，通常耐压可以先以VDS>120%×VIN_MAX的清静裕量举行思量。。噪声电压VNOISE是由功率环路寄生杂感在快速的di/dt开关转变下爆发， ，， ，，调试时可以通过减缓开通关断速率或增添RC吸收的方法降低， ，， ，，确保VSW_PEAK在MOSFET清静耐压内。。
图6 开枢纽点电压尖峰
2 控制器驱动MOS的消耗剖析
为确定MOSFET是否适合某一应用， ，， ，，需要先盘算其功率消耗和温升情形， ，， ，，再去思量哪些关联参数可以优化。。首先， ，， ，，MOSFET上爆发的总消耗PTotal=导通PCON+开关消耗PSW 如图7两部分能量消耗：
图7 MOSFET功率消耗组成
导通消耗PCON通过欧姆定律即可得出， ，， ，，D为导通占空比：（1）
上管开关消耗依据如下公式， ，， ，，开通与关断划分是在电感电流的谷值和峰值举行行动（2）
开关MOS管的开启关断历程如下图8所示， ，， ，，开关历程的消耗爆发在电流电压的极速转变区间， ，， ，，从栅极电压升至VGS_th阈值电压到米勒平台竣事的时间， ，， ，，记作tf， ，， ，，从米勒平台最先到栅极降至VGS_th阈值电压的时间， ，， ，，记作tr。。
图8 MOSFET开通关断历程
tr和tf是与控制器的内部驱动参数和外置MOS的特征参数相关， ，， ，，如图9所示的驱动环路， ，， ，，其盘算可凭证电荷量公式Q=I×t 近似得出（3）
图9 控制器驱动MOSFET的驱动环路
式中RG为控制器驱动端外部串联到MOSFET栅极的驱动电阻。。RON_H和RON_L划分是控制器驱动端内部的导通漏源阻抗， ，， ，，如下图截取控制器SCT82A30电气性能表格中列出的Gate Driver值。。
因此， ，， ，，MOS管的总栅极电荷量Qg、开通阈值电压VGS_th、驱动器内部的漏源阻抗RON以及驱动电压VDD， ，， ，，对MOS管在高速开关历程中的开关消耗有较大的影响。。
下管的开关瞬态历程消耗， ，， ，，主要是死区时间内体二极管的续流消耗， ，， ，，消耗值
PSW_L可由（4）
其中tLGD_DT和tHGD_DT划分是上管导通时的死区时间和下管导通时的死区时间。。在规格书中划分是25ns和22ns。。
3 确认极限应用时的内部结温（热阻）
除了消耗， ，， ，，需要对器件举行热评估， ，， ，，起源判断所选MOS管的结温情形能否知足所需， ，， ，，确保结温限制在一定清静裕量。。差别的热特征参数（热阻）形貌的是因消耗爆发的热在差别撒播路径的阻抗(如图10)。。
图10 封装器件热转达路径
两节点之间的温度差（ΔT）=两点之间的热阻值Rθ×在器件上的总消耗PTotal；；；；；
起源评估通常使用热阻值RθJA（结温到情形温度的热转达路径）和RθJC（结温到器件壳外貌中心热转达路）（5）
更多产品
SCT82A30是一颗5.5V-100V输入的同步降压控制器， ，， ，，可以提供驱动端2.3A和3.5A栅极拉罐电流能力， ，， ，，有用降低对外置MOSFET结电容等参数的要求， ，， ，，实现大功率大电流场景应用。。内部提供7.5V稳压源， ，， ，，用于驱动外部MOSFET开通于合理的线性区；；；；；
图11 外部供电VCC图示
芯片可选两种外部电源供电为VCC供电， ，， ，，降低了芯片在高输入电压时内部LDO耗散的功率, 降低发热， ，， ，，提高系统整体效率。。当EXTVCC凌驾4.7V时关闭内部LDO、接通到VCC。。如图12在48V/72V应用时， ，， ，，使用外部EXTVCC带来13%效率提升。。
图12 SCT82A30外部供电效率差别
更多Buck控制器选型及产品细节， ，， ，，接待登录金狮贵宾会官网， ，， ，，期待交流！
