用于機頂盒與液晶電視的簡易開關(guān)電源設(shè)計

圖2　用SC2618設(shè)計的寬輸入電壓電路

　　圖2是一個可以工作到24V輸入電壓的完整電路圖。輸入電壓可以是5Vto24V，輸出電壓是3.3V，輸出電流是3.5A。圖2中6.2V的齊納二極管將SC2618Vcc電壓限制在5.5V左右。上(高)端和下(低)端場效應(yīng)管的驅(qū)動電壓也在5.5V?？梢酝ㄟ^晶體管Q3來關(guān)斷整個電源。

　　這樣的電路在機頂盒、液晶電視等產(chǎn)品上經(jīng)?？吹?。像SC2618這樣的同步式降壓電路比許多非同步式電路在高輸入電壓的應(yīng)用中有較大的優(yōu)勢。

　　功率場效應(yīng)管的選擇

　　由于本直流開關(guān)電源是同步降壓轉(zhuǎn)換器,即有著高輸入電壓對低輸出電壓的特點,故高端場效應(yīng)管導(dǎo)通的時間很短,低端場效應(yīng)管導(dǎo)通的時間很長,但是低端場效應(yīng)管轉(zhuǎn)換電壓幾乎為零。在這樣的應(yīng)用中，柵極電容較小(內(nèi)阻較大)場效應(yīng)管適用于高端開關(guān)，柵極電容較大(內(nèi)阻較小)場效應(yīng)管適用于低端開關(guān)。在該例子中所用的場效應(yīng)管是通過它的內(nèi)阻(RDSON)、柵極電容／電荷和封裝熱阻這3個參數(shù)來選擇的。利用SC2618　0.5A內(nèi)置驅(qū)動器，一個柵極電荷為25nC　　在圖1中，Ps是0.3W。由于在高端和低端場效應(yīng)管之間無重疊傳導(dǎo)，流過低端場效應(yīng)管漏極和源極的寄生二極管或外部肖特基二極管總是在低端場效應(yīng)管導(dǎo)通之前導(dǎo)通。低端場效應(yīng)管導(dǎo)通電壓僅為一個在漏極和源極之間二極管的電壓。低端場效應(yīng)管開關(guān)損耗為零。

　　以圖1為例，選用的場效應(yīng)管是A04812。A04812高低端導(dǎo)通內(nèi)阻都是28mΩ，在3.5A負(fù)載時高低端導(dǎo)通損耗是0.35W。整個AOS4812損耗為0.65W，在3.5A負(fù)載下AOS4812損耗為0.65W，這時AO4812　SOIC8封裝結(jié)溫是111.5℃。這數(shù)值遠(yuǎn)小于芯片150℃結(jié)溫限制。對于大電流輸出上的應(yīng)用(>3.5A)，可以采用低內(nèi)阻抗場效應(yīng)管來限制它的導(dǎo)通損耗，并利用外加散熱器將它的結(jié)溫控制在110℃之內(nèi)。

開關(guān)電源其它元件的選擇#e#

　　開關(guān)電源其它元件的選擇

　　由于SC2618不需要反饋補償電路，故不需要設(shè)計補償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。整個電源所需要設(shè)計的參數(shù)只包括輸出電感、輸出電容、反饋分壓電阻、輸入電容、場效應(yīng)管。

　　輸出電感L的選擇基于輸出DC和瞬態(tài)的要求。大的電感值可減小輸出紋波電流和紋波電壓，但是在負(fù)載瞬變過程中改變電感電流的時間會加長。小的電感值可得到低的直流損耗，但是交流磁芯損耗和交流繞線電阻損耗會變大。折衷的方法是選擇電感紋波電流峰峰值Ip-p在輸出負(fù)載電流額定值的20％到30％之間。

　　以圖1的線路為例，Vin=12V，Vout=1.8V，Iout=3.5A，fosc=150KHz，計算出來的電感值是14.5μH．可選用市場上很容易采購到的15μH／5A表面貼電感。

　　輸出電容Cout

　　輸出電容應(yīng)按照輸出電壓紋波和負(fù)載動態(tài)變化要求來選擇。輸出電感產(chǎn)生的紋波電流會在輸出電容串聯(lián)等效電阻(ESR)上產(chǎn)生輸出電壓紋