BUCK型双输出同步控制器LM5642的原理与应用
迈肯思科技
发布时间:2019-11-29
 

1 引言
    AC/DC、DC/DC转换器负责系统电能转换和传送,其在系统中的角色相当于人体心脏,一旦出现问题,系统就会停止工作。通讯产品电源需要高可靠性。小型、轻量和高效率的电源应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备中,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源供电方式。


2 LM5642器件简介
    图1为LM5642器件引脚配置,LM5642开关控制器有两种操作模式可供选择,除可提供两个电压输出外,也可利用双相位模式提供负载电流比双输出大1倍的单电压输出;该器件能以200 kHz的频率工作,其内含的两个控制器可在180°反相时继续工作;对于需利用该器件执行单输出稳压功能的高电流应用方案,此180°反相工作的功能可大幅减少输入滤波电容。LM5642的振荡器频率可在150~250 kHz内调节升压或降压,以确保可与系统同步操作,从而减少开关频率所造成的干扰。该器件内置的电流模式控制环路可在输入电压Vin为4.5~36 V宽范围变动,每一通道输出都可调整范围从1.3 V~90%Vin变动,其转换速度极高,效率更高达95%,适于为系统提供高电流、低电压电源的应用方案。

3 基于LM5642的双路输出大电流应用
    图2为LM5642双输出电路原理图,其输入为15 V,输出分别为+5 V/7 A和3.3 V/7 A,以图2的通道1为例介绍该设计设计中所考虑的关键参数和外围器件选型。

3.1 门限电流确定
    LM5642有两路电流门限设置引脚:引脚ILIM1和ILIM2(图2)。以引脚ILIM1为例,其器件内置恒定0. 99μA电流,并通过外部连接到Vin输入电阻R7转变为电压,该电压将和尺9的电压比较。R9与输入相连,是电流的主要通路,电流经R9进入功率场效应管。此处R8选择较小为100 Ω,忽略其分压。通过比较R7和R9的电压大小来确定电流是否合适,如果R7两端电压大于R9电压,器件正常工作,反之内部过流保护将关断。设计中通过比较电压合理设置R7的参数,而R9选取低阻值,一般为10 mΩ。
3.2 输出端电阻选择
    根据实际输出电压要求,由式(1)、(2)计算相关电阻值,在图2中两路输出电阻分别为R13、R14、R23、R24。
  

    考虑到输出电压的准确度,式(2)用来先确定R14的最大阻值,考虑输出电压具有3%的偏差,此处Vfb=1.238 V,最大流入反馈引脚FB1的电流为200 nA。

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