文章目录
- 1. DC-DC转换器的基本原理
- 1.1 DC-DC转换器是什么
- 1.2 DC-DC转换器的应用场景
- 2. LM22679芯片
- 2.1 LM22679芯片特性和基本参数
- 2.2 LM22679原理
- 3. LM22679电路设计实例
1. DC-DC转换器的基本原理
1.1 DC-DC转换器是什么
DC-DC转换器是一种用于将直流(DC)电压从一种电平转换到另一种电平的电子电路。它们是现代电子设备中常用的关键部件,用于提供稳定的电源和适配不同电压要求的电路和设备。DC-DC转换器的主要功能是将输入的直流电压转换为输出的不同直流电压,以满足电路中其他组件的工作电压需求。
DC-DC转换器通过控制开关元件(例如晶体管或MOSFET)的开关状态来调整输入电压。这些开关元件周期性地打开和关闭,使电能在电感器或变压器中存储和释放,从而实现电压的升降变换。基于不同的拓扑结构和控制方式,DC-DC转换器可以实现不同的电压变换功能,包括降压(buck)、升压(boost)、升降压(buck-boost)等。
1.2 DC-DC转换器的应用场景
DC-DC转换器在各种电子设备中广泛应用,包括但不限于:
- 手机和平板电脑
- 电脑和服务器
- 电源管理系统
- 电动汽车和充电设备
- 工业自动化和通信设备
2. LM22679芯片
2.1 LM22679芯片特性和基本参数
LM22679是一款高效、易于使用的降压型(Buck)DC-DC转换器芯片,具有以下特性和基本参数:
- 宽输入电压范围: 可支持输入电压范围广泛,通常为4V至42V,适用于工业和汽车电源系统等应用。
- 可调输出电压: 输出电压可调,可根据设计需求设置为1.22V至37V之间的任意值。
- 高效能:高效能的设计,具有低静态功耗和高效率,效率可达90%以上,有助于降低系统能耗和热量。
- 工作温度范围宽: 通常为-40°C至+125°C,适用于工业环境。
- 集成保护特性: 内置过流保护(OCP)、热关断保护(ThermalShutdown)、输入欠压锁定(UVLO)等保护特性,提高系统的可靠性和安全性。
- 固定开关频率: 内部固定开关频率,可以减小输出滤波器的尺寸并简化设计。
- 可调节软启动时间: 可调节的软启动时间,有助于减小启动时的电流冲击,保护电路元件。
- 可调节限流功能: 可调节的限流功能(IADJ),用于限制输出电流,保护电路和负载。
- 外部同步功能: 支持外部同步,可以通过同步引脚实现与其他转换器的同步工作。
- 小封装尺寸: 提供多种小型封装选项,便于在空间受限的应用中使用。
2.2 LM22679原理
电路图中的LM22679如下:
LM22679是一款电源管理芯片,常用于DC-DC转换器应用,它的引脚如下所述:
- SW引脚:开关引脚。此引脚通过内部比较器产生PWM波后,连接到开关节点,外部通常与电感和二极管连接,用于实现DC-DC转换。
- Vin引脚:输入电源引脚。连接供电电压(通常为4V至42V)以供给芯片使用。
- BOOT引脚:引导引脚。该引脚与内部MOSFET的驱动电路相关联,引脚外通过连接一个电容来充当储存器,用来存储额外的电荷。当MOSFET需要开启或关闭时,BOOT引脚的电容会提供额外的电荷,以加快MOSFET的开关速度。
- GND引脚:地引脚。连接到系统的地线。
- IADJ引脚:调节电流引脚。此引脚用于设置芯片的输出电流限制。连接一个电流调节电阻来调整输出电流。
- FB引脚:反馈引脚。连接到反馈电阻网络,设置反馈电阻网络中合适的电阻,用来分压,分压后的值与芯片内部的参考电压比较(参考电压典型值是1.22V),作用到SW引脚产生占空比变化的PWM波,进而可以得到想要的输出电压值。
- SS引脚:软启动引脚。通过连接一个电容到地,可以设置软启动的时间。
其工作原理核心实际上就是反馈电阻网络的设置,通过计算可以设计出合适的反馈电阻网络(反馈网络中的电阻也可用可变电阻,焊接好后调节可变电阻,得到想要的电压值),将通过反馈电阻网络设计的部分输出电压引出到FB引脚,与芯片内部的参考电压值比较,使得SW引脚处产生占空比变化的PWM,PWM作用到后面BUCK电路,进而得到想要的输出电压值。
3. LM22679电路设计实例
如图所示,该电路为一个12V转5V的DCDC变换器,目标输出电压为5V,那么FB引脚电压值为5V×[R4并R5÷(R2+R4并R5)]≈1.196V,该引脚与芯片内部的参考电压1.22V比较,那么实际输出电压就为5V×(1.22÷1.196)≈5.1V。