Buck(降压)变换器简介_MPS-Training-For-Coship分析课件.ppt

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1、Buck（降压）变换器简介2011-03,Monolithic Power Systems,刘少纯现场应用工程师,背景介绍,内容,Buck变换器工作原理,IC及关键器件选择,布局布线,常见问题原因及排除对策,背景介绍,Communication,Audio,Flat Panel,WirelessNetworking,Automotive,Computing,Consumer Devices,In the Background of Every Day Life,背景介绍-MPS机顶盒电源解决方案,LNB Supply,13V-18V,Demodulator,Satellite,DC/DC,St

2、ereo DAC,HDMI,PC Card,FlashMemory,EthernetController,ROM,Tuner,DDRRAM,DigitalMedia Processor,MicroController,Front Control Panel,MP1484,MP1482,MP1482,MP1482,MP1484MP9415,5V,24V,3.3V,2.5V,1.8V,1.2V/1.05V,MP2374/MP8125,Universal AC,RS232,Smart Card,VCR,USB,USB Switch,MP62055,12V,Dying Gasp,MP200,USB H

3、ost,3.3V,1.2V,LNB,LDO,MP8802,5V,3.3V,5V,3.3V,背景介绍,MPS在Coship的常用物料,背景介绍,内容,Buck变换器工作原理,IC及关键器件选择,布局布线,常见问题原因及排除对策,Buck变换器工作原理,非同步整流Buck（降压）变换器,在VIN到SW的MOSFET关断期间，二极管继续流过电感电流D1应使用肖特基二极管,Buck变换器工作原理,同步整流Buck（降压）变换器,SW-GND集成了MOSFET，流过相同的电流时，M2两端的压降小于肖特基二极管，从而降低了损耗，提高了效率,Buck变换器工作原理,等效电路1Q1导通，D1承受反向压降截止；

4、电感被充电，电感电流斜坡上升，储能增加。,等效电路2Q1关断，电感电流不能突变，通过D1续流。,Buck（降压）变换器,Buck变换器工作原理,输入输出关系,SW方波经过LC二阶滤波器后，得到平滑的直流输出电压。,背景介绍,内容,Buck变换器工作原理,IC及关键器件选择,布局布线,常见问题原因及排除对策,IC及关键器件选择,肖特基二极管（可选）在同步整流Buck电路的应用,IC及关键器件选择,肖特基二极管（可选）在同步整流Buck电路的应用（原理）,外置肖特基性能优于M2的寄生二极管，从而改善效率,IC及关键器件选择,电感,电感越大,纹波电流越小,输出纹波电压越小;请在选择电感额定电流时留有

5、一定余量；贴片电感外的磁屏蔽减小噪声。,IC及关键器件选择,电容(1),1，电解电容主要起到储能的作用，对低频纹波电压（如电网的工频纹波）有较好的衰减效果。因它的ESR较大，所以在对高频纹波电压（如Buck开关频率的纹波）进行抑制时，推荐多个电解电容并联使用；2，陶瓷电容容量较小，常用的在0.1uF47uF，ESR可以忽略，故对高频纹波电压具有较好的抑制效果，推荐X5R或X7R。,IC及关键器件选择,电容(2),IC及关键器件选择,电容(3),IC及关键器件选择,IC工作原理引脚释义（如MP9415）,IC及关键器件选择,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,6,6,IC工作原理峰值电流模式

6、（如MP9415）,1，输出电压被采样，与REF比较，输出误差电压Ver;2，M1的电流被采样，其最大值（峰值）与Ver进行比较；3，IC内部时钟与比较器的输出分别触发RS触发器，形成 PWM信号。,IC及关键器件选择,IC工作原理自举电路,自举电路（BST-SW）的电容作为电压源，是为M1提供驱动能量，在SW为低电平时，该自举电容被补充能量。,背景介绍,内容,Buck变换器工作原理,IC及关键器件选择,布局布线,常见问题原因及排除对策,布局布线,电源请遵循下述要点1）输入电容（C1）靠近IN；2）流过大电流的走线尽宽；3）肖特基二极管/IC的“地”尽量靠近输入电容的地；4）分压电阻（R1、R

7、2）靠近IC，反馈走线（L1到R1的走线）尽量短，远离SW节点，不能从电感下面走线；5）自举元件（Rb、Cb）尽量靠近IC，走线尽量短、宽,布局布线（1）,布局布线,布局布线（2）,背景介绍,内容,Buck变换器工作原理,IC及关键器件选择,布局布线,常见问题原因及排除对策,常见问题原因及排除对策,整改对策:改进PCB布局;自举电容串联电阻或加吸收电路.,SW尖峰及振铃吸收电路(1),常见问题原因及排除对策,SW尖峰及振铃吸收电路(2),整改前 整改后,常见问题原因及排除对策,可能的原因：1、输入（IN）电容离IC较远或电容量不够大；2、自举电容走线（BS-电容-SW）过长过细。,IC较烫，电

8、路效率低,常见问题原因及排除对策,或,输出电压纹波测试（1）,原则：尽量使“探头”和“探头地”之间的“环”最小（以避免探头地线环俘获高频噪声），从而测得真实的信号。方法1，用铜线或焊丝圈绕出一个针尖，代替探头地；方法2，将探头直接别在测试点和PCB的地上。,常见问题原因及排除对策,好,较差,输出电压纹波测试（2）,常见问题原因及排除对策,1，检查EN电平2，测量输出纹波3，测量SW波形是否稳定,简单的信号完整性测试判断你的DC-DC电路是否在正确的工作,附：新产品,Adaptive COT ModeLow RDS(ON)Internal Power MOSFETsWide 3V to 16V

9、Operating Input RangeFast transient response,The MP1492 is a fully integrated,highefficiency 2A synchronous rectified step-down converter.The MP1492 operates at high efficiency over a wide output current load range because of adaptive Constant-On-Time(COT)control mode.,Digital Set Top BoxesFlat Pane

10、l Television and MonitorsDistributed Power Systems,Top high light load efficiencyHigh full load efficiency curveAvailable for 3.3V,5V,12V,15V input voltageSmall output capacitor for low cost,Other Features,Key Features Benefits,Applications,Specifications,2A Output CurrentProprietary Switching Loss

11、Reduction TechniqueProgrammable Switching FrequencyOCP,SCP,OVP,UVP Protection Compatible with 0.5W standby requirementsEnable pin functionThermal shutdown,Input voltage range 3V-16VOutput Adjustable from 0.805V,SOIC8,MP1492 2A Synchronous BUCK Converter,附：新产品,MP1492的突出优势,极其出色的效率表现，全负载范围内效率高于80%，上图示出即使输出10mA电流，效率仍85%,极强的带负载能力，动态负载响应时间仅为数个开关周期，特别适用于做核（Vore）电压，给主芯片/DSP等供电。,Monolithic Power Systems,Q&A,Monolithic Power Systems,Inc.US Headquarters6409 Guadalupe Mines RoadSan Jose,CA 95120Tel:(408)826-0600,