用于便攜式產(chǎn)品的雙通道DC/DC轉換器

許多電池供電的便攜式設備都需要在較小空間里實現(xiàn)多個電源功能,如PDA僅靠一節(jié)鋰電池供電,但卻有多種電源電壓需求,設計人員希望采用盡量少的元件就能實現(xiàn)。本文介紹一種能在一個集成電路里實現(xiàn)兩路DC/DC輸出的器件,其中一路升壓輸出正電壓,另一路轉為負電壓穩(wěn)壓輸出,兩路輸出電壓均可由用戶獨立調節(jié)。

hspace="12">理光R1280D系列芯片是一種雙通道DC/DC轉換器,采用CMOS工藝制造,內置兩路PWM DC/DC控制電路,一路是升壓電路,另一路是電壓反轉電路。應用該芯片可實現(xiàn)兩路電壓輸出,一路是升高的正電壓,另一路是負壓,且電壓均可調。其內部原理框圖見圖1。

R1280D系列目前有三個型號,分別是R1280D002A/B/C,它們的主要區(qū)別在于振蕩頻率和外電路有所不同。其中A的振蕩頻率為700kHz,正壓升壓需外部補償電路；B的振蕩頻率為700kHz,有CE端,內部有補償電路；而C的振蕩頻率為200kHz,正壓升壓需外部補償電路。

R1280D的工作電壓范圍是2.5V-5.5V,內部含有“欠壓鎖定”保護電路(UVLO),當輸入電壓低于2.5V典型值時,芯片鎖定輸出,這樣在采用鋰電池供電時就不會因工作電壓過低而對電池造成傷害,當電路相關部分有故障時,這個電路也會在一定程度上起到保護作用。R1280D內部還有脈寬保護電路,當兩路DC-DC中的任一路因負載過大,使驅動的波形達到最大脈寬后,延遲100ms電路會保護性關斷,不會因負載過重而使電源部分引發(fā)故障。如要恢復工作狀態(tài),對于R1280DA/C需要再次上電；對于R1280DB可利用CE端使芯片進入待機狀態(tài)(CE=L),然后再次進入工作狀態(tài)(CE=H),這樣就會退出保護狀態(tài)而再次工作起來。R1280D的典型應用電路參見圖2。

該系列器件具備軟啟動功能,而且啟動時間可調。對于R1280DB,兩路DC/DC的啟動時間可分別由接在管腳4 Dtc1和管腳7 Dtc2的外部電容調節(jié),可通過下式計算(文中出現(xiàn)的元件標號請參照圖2電路):

DC/DC1: T_SS1(mS)=32×C4(μF)

DC/DC2: T_SS2(mS)=45×C5(μF)

對于R1280DA/C,兩路DC/DC的啟動時間可由外部電容和電阻調節(jié),計算公式如下:

DC/DC1: T_SS1(mS)=C4(μF)×(R7×R8)/(R7+R8)

DC/DC2: T_SS2(mS)=C5(μF)×(R9×R10)/(R9+R10)

R1280D的輸出電壓由外部分壓電阻調節(jié)。對于升壓輸出的DC/DC,V_out1＝(R1+R2)/R2；對于負壓輸出的DC/DC,輸出電壓的絕對值V_out2＝V_REFOUT×R3/R4,目前的R1280DV_REFOUT＝1.5V。

R1280D的外圍元件應盡可能緊靠IC安排,尤其是輸入和輸出的電容與IC的引線要盡可能最短。還應注意較大的地線電阻會導致芯片工作不穩(wěn)定,在PCB排線中應注意地線的排布。輸入和輸出電容應選用低ESR電容,耐壓是輸入輸出電壓的三倍,輸入電容建議選用10μF的陶瓷電容。電感則選低內阻有足夠的電流余量,以獲得較高的效率。