基于HIP6004E的降壓型DC/DC變換器的設(shè)計(jì)
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HIP6004E的開關(guān)頻率在50kHz～1MHz內(nèi)可調(diào)節(jié)，自由振蕩頻率為200kHz。在實(shí)際應(yīng)用中，調(diào)節(jié)開關(guān)頻率主要是考慮，高開關(guān)頻率可以使用較小容量的輸出濾波電感和電容。
當(dāng)腳20（RT）對地接一個(gè)電阻時(shí)，開關(guān)頻率將增大，開關(guān)頻率由式（1）決定。
fs=200kHz＋
（1）
當(dāng)腳20對腳18（VCC）接一個(gè)電阻時(shí)，開關(guān)頻率將減小，開關(guān)頻率由式（2）決定。
fs=200kHz－
（2）
3.2 輸出電壓編程
HIP6004E變換器的輸出電壓可在DC1.050～1.825V范圍內(nèi)精確調(diào)節(jié)，變化幅度每檔為25mV。通過5個(gè)VID管腳對內(nèi)部的DAC進(jìn)行編程，可對輸出電壓進(jìn)行精確的控制。編程表如表1所示。當(dāng)管腳與地相連時(shí)編碼為0；通過上拉電阻與VCC相連或懸空時(shí)編碼為1。也可接受5位TTL電平信號(hào)進(jìn)行編程。
表1 輸出電壓編程表
| PIN NAME | Nominal Output Voltage DACOUT | PIN NAME | Nominal Output Voltage DACOUT | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| VID25mV | VID3 | VID2 | VID1 | VID0 | VID25mV | VID3 | VID2 | VID1 | VID0 | ||
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1.050 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1.450 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1.075 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1.475 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1.100 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1.500 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1.125 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1.525 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1.150 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1.550 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1.175 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1.575 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1.200 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1.600 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1.225 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1.625 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1.250 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1.650 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1.275 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1.675 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1.300 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1.700 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1.325 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1.725 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1.350 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1.750 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1.375 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1.775 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1.400 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1.800 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1.425 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1.825 |
3.3 元器件的選擇和參數(shù)計(jì)算
3.3.1 輸出電容
輸出電容用來對輸出進(jìn)行濾波并提供負(fù)載瞬時(shí)電流?，F(xiàn)代微處理器經(jīng)常產(chǎn)生超過1A/ns的瞬態(tài)電流上升率，為了防止負(fù)載急劇變化時(shí)產(chǎn)生過大的上沖和下沖電壓，在輸出端經(jīng)常需要并聯(lián)大容量的濾波電容。實(shí)際上，濾波電容并不是容量越大越有作用，更主要的是取決于ESR（等效串聯(lián)阻抗）的大小。ESR值越小，濾波效果越好，所以，必須選用低ESR值的鋁電解電容或鉭電容。在大多數(shù)應(yīng)用場合中，多個(gè)小容量的電容并聯(lián)比單個(gè)大容量的電容濾波效果要好。
3.3.2 輸出電感
輸出電感的功能是滿足輸出電壓紋波要求。電感的大小決定了紋波電流，而紋波電壓又取決于紋波電流。紋波電流和紋波電壓可近似由式（3），式（4）表示。
紋波電流ΔI=
×
（3）
紋波電壓ΔVout=ΔI×ESR （4）
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