Τώρα εδώ βλέπουμε πρώτα το κύκλωμα με το LM5164, τότε πηγαίνουμε βήμα προς βήμα επιλέγοντας εξαρτήματα όπως ο επαγωγέας, ο πυκνωτής, οι αντιστάσεις και τέλος, μιλάμε για διάταξη PCB και αντιμετώπιση προβλημάτων. Εντάξει, ας ξεκινήσουμε.
Τι παίρνουμε με το LM5164
Αυτό το τσιπ LM5164 είναι εξαιρετικά χρήσιμο επειδή μπορεί να λάβει είσοδο 15V έως 100V και μπορούμε να ρυθμίσουμε την τάση εξόδου από 1,225V σε ό, τι θέλουμε (κάτω από το VIN). Αλλά εδώ το θέσαμε στο 12V 1A. Τώρα μερικά καλά πράγματα για αυτό το τσιπ:
Λειτουργεί από 15V έως 100V τόσο πολύ ευέλικτα.
Μπορούμε να προσαρμόσουμε την έξοδο χρησιμοποιώντας δύο αντιστάσεις.
Δίνει 1Α τρέχον, αρκετά καλό για πολλά πράγματα.
Έχει χαμηλό IQ, οπότε δεν χάνει μεγάλη ισχύ.
Χρησιμοποιεί τον έλεγχο σταθερού χρόνου (COT), που σημαίνει γρήγορη απόκριση στις αλλαγές φορτίου.
Έχει mosfets μέσα, έτσι δεν χρειάζεται για εξωτερικές δίοδοι.
Έτσι, αυτό το τσιπ είναι αρκετά τακτοποιημένο όταν θέλουμε είσοδο υψηλής τάσης, αλλά χρειάζονται μια ασφαλή έξοδο 12V.
Τι έχει αυτό το κύκλωμα
Τώρα, όταν χρησιμοποιούμε αυτό το LM5164 δεν το συνδέουμε μόνο απευθείας, χρειαζόμαστε άλλα μέρη για να το κάνουμε σωστά. Εδώ βάζουμε:
Lo (επαγωγέας) → Αυτό το μέρος αποθηκεύει ενέργεια και βοηθά στην ομαλή αλλαγή της λειτουργίας.
CIN (πυκνωτής εισόδου) → Αυτό σταθεροποιεί την τάση εισόδου, έτσι ώστε το LM5164 να μην βλέπει ξαφνικές τάσεις τάσης.
COUT (πυκνωτής εξόδου) → Αυτό μειώνει τη κυματισμό, οπότε παίρνουμε καθαρό 12V DC.
RFB1, RFB2 (αντιστάσεις ανάδρασης) → Αυτές οι τάσεις εξόδου ρύθμισης.
CBST (πυκνωτής bootstrap) → Αυτό βοηθά το MOSFET υψηλής πλευράς να λειτουργήσει σωστά.
RA, CA, CB (Δίκτυο αντιστάθμισης) → Αυτά απαιτούνται για να διατηρηθούν το κύκλωμα σταθερό.
Αν επιλέξουμε λάθος τιμές, τότε παίρνουμε κακή έξοδο - είτε άλματα τάσης, ψηλά κυματισμό, είτε δεν θα ξεκινήσει καν. Έτσι, υπολογίζουμε τα πάντα σωστά.
Πώς ρυθμίσουμε την τάση εξόδου
Τώρα το LM5164 έχει έναν ακροδέκτη ανατροφοδότησης (FB) και συνδέουμε τα RFB1 και RFB2 εκεί για να ρυθμίσουμε την τάση εξόδου. Ο τύπος είναι:
Vout = 1.225V * (1 + rfb1 / rfb2)
Διορθούμε RFB2 = 49.9kΩ (καλή τιμή από το δελτίο δεδομένων), τώρα υπολογίζουμε το RFB1 για την έξοδο 12V:
Rfb1 = (vout / 1.225V - 1) * rfb2
RFB1 = (12V / 1.225V - 1) * 49.9kΩ
RFB1 = (9,8 - 1) * 49,9kΩ
Rfb1 = 8.8 * 49.9kΩ
RFB1 = 439KΩ
Εντάξει, αλλά 439kΩ δεν είναι στάνταρ, έτσι χρησιμοποιούμε 453kΩ που είναι αρκετά κοντά.
Πόσο γρήγορα διακόπτει αυτό το κύκλωμα
Αυτός ο μετατροπέας buck λειτουργεί με την εναλλαγή, οπότε πρέπει να ρυθμίσουμε την ταχύτητα μεταγωγής. Ο χρόνος που παραμένει στον (τόνο) είναι:
Ton = vout / (vin * fsw)
Παίρνουμε vout = 12V, VIN = 100V, FSW = 300kHz έτσι:
Ton = 12V / (100V * 300000)
Τόνος = 400ns
Τώρα το off-time (toff) είναι:
Toff = Ton * (κρασί / vout - 1)
Αντικαθητικές τιμές:
TOFF = 400NS * (100V / 12V - 1)
Toff = 400ns * 7.33
Toff = 2,93μs
Ο κύκλος λειτουργίας (D) είναι:
D = vout / κρασί
D = 12V / 100V
D = 0,12 (12%)
Έτσι, το MOSFET είναι ενεργοποιημένο για 12% και απενεργοποιημένο για 88%.
Επιλέγοντας εξαρτήματα
Επαγωγέας (LO)
Βρίσκουμε το LO χρησιμοποιώντας αυτό:
Lo = (vinmax - vout) * d / (ΔIL * FSW)
Παίρνουμε ΔIL = 0,4A,
LO = (100V - 12V) * 0.12 / (0.4a * 300000)
LO = 68μH
Έτσι χρησιμοποιούμε έναν επαγωγέα 68μH.
Πυκνωτής εξόδου (cout)
Χρειαζόμαστε cout για να μειώσουμε το κυματισμό:
Cout = (iout * d) / (ΔVout * FSW)
Για ΔVout = 50mV,
Cout = 8μF
Αλλά καλύτερα να χρησιμοποιήσετε 47μF για να είστε ασφαλείς.
Πυκνωτής εισόδου (CIN)
Για CIN χρησιμοποιούμε:
CIN = (iout * d) / (ΔVIN * FSW)
Για ΔVIN = 5V,
Διατροφή = 2,2 μ.
Πυκνωτής bootstrap (CBST)
Απλά παίρνουμε 2.2NF από τη σύσταση του δελτίου δεδομένων.
Έλεγχος αποτελεσματικότητας
Η απόδοση (η) είναι:
η = (Pout / Pin) * 100%
Pout = vout * iout = 12w
Για αποτελεσματικότητα 80%,
PIN = 12W / 0.80 = 15W
Ρεύμα εισόδου:
Iin = pin / vin
Iin = 15W / 100V
Iin = 0,15a
Διάταξη PCB, εξαιρετικά σημαντική!
Τώρα, αν η διάταξη PCB είναι κακή τότε παίρνουμε υψηλό θόρυβο, κακή απόδοση ή ακόμα και αποτυχία. Ετσι:
Κάντε ίχνη υψηλού ρεύματος μικρά και ευρύτατα.
Τοποθετήστε τους πυκνωτές κοντά στο τσιπ.
Χρησιμοποιήστε ένα επίπεδο εδάφους για να μειώσετε το θόρυβο.
Προσθέστε θερμικές βδέλες κάτω από το LM5164 για να βοηθήσετε στην ψύξη.
Προβλήματα δοκιμής και καθορισμού
Ξεκινήστε με χαμηλή τάση εισόδου (15V).
Ελέγξτε εάν λαμβάνουμε έξοδο 12V.
Χρησιμοποιήστε έναν παλμογράφο για να δείτε την κυματομορφή μεταγωγής.
