DC-DC转换器的使用

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1、HT77XXDC/DC转换器的使用HT77XXDC/DC转换器的使用文件编码：HA0109S简介HT77XX是PFM控制DC-DC升压转换器，可用于PDA和DSC等便携设备中。HT77XX将脉冲频率调节器（PFM）、N沟道MOSFET、基准电压源和电压检测器集成在一块电路内，具有低静态电流、高转换效率、低起动和持继电压等特性，使得在便携式产品电池电压较低的情况下也可工作，并且延长电池工作时间。PFM基本工作原理如下：输出电压通过分压电阻与基准电压作比较，并形成一个反馈。当输出电压减小并低于基准电压，比较器输出发生翻转并触发振荡电路开始工作。振荡电路输出一个固定

2、时间的脉冲，用于控制MOS管的导通；反之，MOS管将截止。其中导通由振荡器控制，而截止时间取决于负载。按这种方法，即可控制输出电压，整个过程可以参考图1理解。当系统负载较轻，PFM工作过程可参考图2。在输出电压由0V升至内部基准电压前，比较器使能115KHz振荡器并打开MOS管（6.5μS高电平，2.2μS低电平）。由于翻转发生在比较器正端电压低于负端电压时，输出电压纹波将会影响PFM振荡。当系统负载较重时，输出电压会产生较大的纹波，振荡电路激活并输出脉冲信号控制MOS管，直到比较器的正端电压高于基准电压。当MOS管导通，外部电感电流上升存储电量；当MOS管截

3、止，电感两端电压反向，使电流经过二极管再由电容滤波后供给负载。当电感电流大于输出电流，输出电容用于存储电量。在MOS管刚刚处于截止状态时，由于电感共振作用会形成一个短暂的振荡，输出电容可用于消除电感共振引起的容量偏离。储存在电感上的电量被消耗，输出电容上存储的电量用于向负载提供稳定的电压。当存储的能量被耗尽，电流下降直至二极管截止后将进入下一个周期。输出电压会随负载增加而下降（如图3）。当输出电压降至低于基准电压，振荡电路激活并输出一个固定时间的脉冲，电感上通过的电流线性上升。当振荡电路激活时，由于负载较重，输出电压会有较大幅度的下降。当振荡电路关闭时，输出电

4、压又会缓慢上升。所以振荡电路持续激活，直到输出电压高于基准电压。当负载再增加，整个电路进入连续工作模式，电感上电流不会降至零（如图3）。1HT77XXDC/DC转换器的使用外部器件选择电感选择正确的电感值需要在体积和转换效率上权衡。在绝大多数应用场合，选用47μF电感即可使HT77XX良好工作。标称值较小的电感价格低廉，可以提供较大输出电流，但输出有较大的纹波并且会降低效率；标称值较大的电感可以减小输出纹波提升转换效率，但会限制输出电流。电感必须有较小的直流等效电阻，通常要小于1Ω。在实际应用中，所选用电感的饱和电流必须远大于流过电感的峰值电流。另外必须选择低

5、EMI、环型铁氧体磁心电感。为得到最高转换效率，最好选用等效电阻小于20mΩ的电感。输入旁路电容输入端使用电容可以减小来自电源的瞬时大电流的影响，减小输入电流的纹波并且改善器件EMI影响。输入端电容必须尽量靠近HT77XX的Lx引脚，可以选用22μF到47μF的钽电容或陶瓷电容。输出二极管肖特基二极管有较低正向管压降和较短的反向恢复时间，可以提高转换效率。在选择二极管时需符合如下特性：z低正向管压降，Vf低于0.3Vz低反向漏电流z高开关频率z额定电流大于流通电感的峰值电流输出滤波电容输出电容的串联等效电阻将直接影响到输出电压的纹波幅度（纹波幅度受电感峰值电流

6、和电容的串联等效电阻影响）。所以必须选择串联等效电阻较小的电容或使用多个电容并联。在HT77XX应用电路中，可以使用两个并联的22μF的SMD陶瓷电容。下面的公式为输出电容与纹波之间的关系，由公式可以看出输出电容必须有较大的容量和较小的串联等效电阻。2()II−+tIIPKOUTOFFPKOUTVR=×+×()P−PESR22ICPKLI为电感峰值电流PK2HT77XXDC/DC转换器的使用能量损耗电感能量损耗包括电流损耗和电压损耗，电流损耗是由电感的直流等效电阻引起，电压损耗是由电压在电感线圈上作引起。电感上损耗公式如下：Io2PP=×()R+Inducto

7、resrcore1−D电源开关损耗：2tV+V−VONOUTDINPR=××()()×PswDSON()OUT3LVOUT输出二极管：PVI=×DiodeDo其中：R为电感串联等效电阻；P为电感铁芯损耗esrcoreV二极管正向管压降；PVI=×DOUTOUTo布线规则对于输入电流回路的地线、输出电流回路的地线和HT77XX引脚地必须采用单点接地的方式，以降低随机噪声。输入和输出地线回路必须宽而短。下列为样板所采用的布线规则。z宽而短的回路：Vin到L、L到D1正极、L到HT77XX的Lx引脚、D1的负极到Voz地线尽量采用多边形zCin和Cout尽量靠近L和

8、HT77XX的GND引脚zLx回路不能