用于便攜式產(chǎn)品的雙通道DC/DC轉(zhuǎn)換器

許多電池供電的便攜式設(shè)備都需要在較小空間里實(shí)現(xiàn)多個(gè)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(shè)計(jì)人員希望采用盡量少的元件就能實(shí)現(xiàn)。本文介紹一種能在一個(gè)集成電路里實(shí)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(zhuǎn)為負(fù)電壓穩(wěn)壓輸出,兩路輸出電壓均可由用戶獨(dú)立調(diào)節(jié)。

hspace="12">理光R1280D系列芯片是一種雙通道DC/DC轉(zhuǎn)換器,采用CMOS工藝制造,內(nèi)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(zhuǎn)電路。應(yīng)用該芯片可實(shí)現(xiàn)兩路電壓輸出,一路是升高的正電壓,另一路是負(fù)壓,且電壓均可調(diào)。其內(nèi)部原理框圖見圖1。

R1280D系列目前有三個(gè)型號(hào),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(bǔ)償電路；B的振蕩頻率為700kHz,有CE端,內(nèi)部有補(bǔ)償電路；而C的振蕩頻率為200kHz,正壓升壓需外部補(bǔ)償電路。

R1280D的工作電壓范圍是2.5V-5.5V,內(nèi)部含有“欠壓鎖定”保護(hù)電路(UVLO),當(dāng)輸入電壓低于2.5V典型值時(shí),芯片鎖定輸出,這樣在采用鋰電池供電時(shí)就不會(huì)因工作電壓過低而對(duì)電池造成傷害,當(dāng)電路相關(guān)部分有故障時(shí),這個(gè)電路也會(huì)在一定程度上起到保護(hù)作用。R1280D內(nèi)部還有脈寬保護(hù)電路,當(dāng)兩路DC-DC中的任一路因負(fù)載過大,使驅(qū)動(dòng)的波形達(dá)到最大脈寬后,延遲100ms電路會(huì)保護(hù)性關(guān)斷,不會(huì)因負(fù)載過重而使電源部分引發(fā)故障。如要恢復(fù)工作狀態(tài),對(duì)于R1280DA/C需要再次上電；對(duì)于R1280DB可利用CE端使芯片進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)(CE=L),然后再次進(jìn)入工作狀態(tài)(CE=H),這樣就會(huì)退出保護(hù)狀態(tài)而再次工作起來。R1280D的典型應(yīng)用電路參見圖2。

該系列器件具備軟啟動(dòng)功能,而且啟動(dòng)時(shí)間可調(diào)。對(duì)于R1280DB,兩路DC/DC的啟動(dòng)時(shí)間可分別由接在管腳4 Dtc1和管腳7 Dtc2的外部電容調(diào)節(jié),可通過下式計(jì)算(文中出現(xiàn)的元件標(biāo)號(hào)請(qǐng)參照?qǐng)D2電路):

DC/DC1: T_SS1(mS)=32×C4(μF)

DC/DC2: T_SS2(mS)=45×C5(μF)

對(duì)于R1280DA/C,兩路DC/DC的啟動(dòng)時(shí)間可由外部電容和電阻調(diào)節(jié),計(jì)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(diào)節(jié)。對(duì)于升壓輸出的DC/DC,V_out1＝(R1+R2)/R2；對(duì)于負(fù)壓輸出的DC/DC,輸出電壓的絕對(duì)值V_out2＝V_REFOUT×R3/R4,目前的R1280DV_REFOUT＝1.5V。

R1280D的外圍元件應(yīng)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(yīng)注意較大的地線電阻會(huì)導(dǎo)致芯片工作不穩(wěn)定,在PCB排線中應(yīng)注意地線的排布。輸入和輸出電容應(yīng)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(nèi)阻有足夠的電流余量,以獲得較高的效率。