开关稳压器详解(八)-电源拓扑区分及各引脚作用

2023-11-17

在硬件设计中接触最多的电源拓扑应该是降压(Buck),升压(Boost),升降压(Buck-Boost)这三种,本篇文章将介绍下这三种电源的拓扑以及Buck型开关电源芯片各引脚的作用。

电源拓扑

  1. Buck型

Buck电路在之前的文章介绍过很多,非同步式拓扑如下所示:

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  1. Boost型

在单节锂离子电池应用中使用较多,拓扑如下所示:

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  1. Buck-Boost

既能升压也能降压,比如电池电压3-4.2V,输出3.3V时可以选择升降压电源拓扑的电源,拓扑如下所示:

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根据以上拓扑关系,在一块PCBA板子上如何区分是什么拓扑呢?

细心的会发现,在不同拓扑中电感的位置是不同的,可以根据电感的位置和PCB输入输出电源走线方向来判断该电源拓扑形式,下面的图片是TI的一些开发评估板(注意电感的位置)。

Buck型:电感放在输出端。

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Boost型:电感放在输入端。

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Buck-Boost型:电感既没有在输入也没有在输出。

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Buck型电源芯片是使用最多的电源拓扑,电源芯片引脚少则5pin,多则12pin或者更多,下面将简单介绍下各引脚的功能和作用。

功能简答的芯片一般都包含如下引脚:
①电源输入VIN
②GND
③EN
④SW:电感节点
⑤FB:基准电压,一般通过分压电阻调节输出电压

功能更加完善的芯片会加入以下引脚:
⑥SS:软启动引脚,一般通过外接电容调节软启动时间
⑦Boot:看到有boot引脚的就可以知道其内部上管MOS采用的是N-MOS,需要外接电容实现自举,详细电路参考:开关稳压器详解(四)-Buck降压型开关稳压器自举电路
⑧PGOOD:电源输出良好引脚,可以当作下级电源的使能输出。
⑨COMP或ITH:相位补偿引脚,当频域响应发生问题时,需要调整引脚连接的RC的值。

在实际设计电源时,需要仔细阅读理解电源芯片的Datasheet,保证每个引脚的功能清楚明白在根据自己的实际需求场景设计电源,芯片手册给出的一些参考器件的值也要经过自己的计算得出。

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