Bây giờ ở đây trước tiên chúng ta thấy mạch với LM5164 sau đó chúng ta đi theo từng bước chọn các bộ phận như cuộn cảm, tụ điện, điện trở và cuối cùng, chúng ta nói về bố cục PCB và khắc phục sự cố. Ok, hãy để bắt đầu.
Những gì chúng tôi nhận được với LM5164
Chip LM5164 này siêu hữu ích vì nó có thể mất đầu vào 15V đến 100V và chúng tôi có thể đặt điện áp đầu ra từ 1.225V thành bất cứ thứ gì chúng tôi muốn (bên dưới VIN). Nhưng ở đây chúng tôi đặt nó ở 12V 1A. Bây giờ một số điều tốt về con chip này:
Hoạt động từ 15V đến 100V rất linh hoạt.
Chúng ta có thể điều chỉnh đầu ra bằng hai điện trở.
Cho 1A hiện tại, đủ tốt cho nhiều thứ.
Có IQ thấp vì vậy không lãng phí nhiều sức mạnh.
Sử dụng điều khiển không đổi theo thời gian (COT), có nghĩa là phản ứng nhanh đối với các thay đổi tải.
Có mosfets bên trong nên không cần điốt bên ngoài.
Vì vậy, chip này khá gọn gàng khi chúng tôi muốn đầu vào điện áp cao nhưng cần đầu ra 12V an toàn.
Mạch này có gì
Bây giờ khi chúng tôi sử dụng LM5164 này, chúng tôi không chỉ kết nối trực tiếp, chúng tôi cần các phần khác để làm cho nó hoạt động đúng. Đây là những gì chúng tôi đặt:
LO (cuộn cảm) → Phần này lưu trữ năng lượng và giúp chuyển đổi công việc trơn tru.
CIN (Tụ điện đầu vào) → Điều này ổn định điện áp đầu vào để LM5164 không thấy điện áp đột ngột giảm.
Cout (Tụ điện đầu ra) → Điều này làm giảm gợn sóng, vì vậy chúng tôi nhận được 12V DC sạch.
RFB1, RFB2 (Điện trở phản hồi) → Các thiết lập điện áp đầu ra này.
CBST (Tụ Bootstrap) → Điều này giúp MOSFET cao hoạt động đúng.
RA, CA, CB (Mạng bù) → Những điều này là cần thiết để giữ cho mạch ổn định.
Nếu chúng ta chọn sai các giá trị, thì chúng ta sẽ nhận được đầu ra xấu, hoặc là những bước nhảy điện áp, gợn sóng cao hoặc nó đã giành được ngay cả khi bắt đầu. Vì vậy, chúng tôi tính toán mọi thứ đúng.
Cách chúng tôi đặt điện áp đầu ra
Bây giờ LM5164 có chân phản hồi (FB) và chúng tôi kết nối RFB1 và RFB2 ở đó để đặt điện áp đầu ra. Công thức là:
Vout = 1.225V * (1 + RFB1 / RFB2)
Chúng tôi sửa RFB2 = 49,9kΩ (giá trị tốt từ Datasheet), bây giờ chúng tôi tính toán RFB1 cho đầu ra 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
OK nhưng 439kΩ không phải là tiêu chuẩn nên chúng tôi sử dụng 453kΩ đủ gần.
Mạch này chuyển đổi nhanh như thế nào
Bộ chuyển đổi buck này hoạt động bằng cách chuyển đổi, vì vậy chúng tôi cần đặt tốc độ chuyển đổi. Thời gian nó tồn tại (tấn) là:
Tấn = vout / (Vin * fsw)
Chúng tôi lấy Vout = 12V, Vin = 100V, FSW = 300kHz vì vậy:
Tấn = 12V / (100V * 300000)
Âm = 400ns
Bây giờ thời gian nghỉ (toff) là:
Toff = ton * (rượu / vout - 1)
Các giá trị thay thế:
Toff = 400ns * (100V / 12V - 1)
Toff = 400ns * 7.33
Toff = 2,93
Chu kỳ nhiệm vụ (d) là:
D = Vout / Wine
D = 12V / 100V
D = 0,12 (12%)
Vì vậy, MOSFET đã BẬT 12% thời gian và tắt trong 88% thời gian.
Chọn các thành phần
Cung cấp (LO)
Chúng tôi tìm thấy LO bằng cách sử dụng cái này:
Lo = (Vinmax - Vout) * d / (ΔIl * fsw)
Chúng tôi dùng ΔIL = 0,4a,
LO = (100V - 12V) * 0.12 / (0.4a * 300000)
LO = 68 Phah
Vì vậy, chúng tôi sử dụng cuộn cảm 68.
Tụ điện đầu ra (Cout)
Chúng tôi cần cout để giảm gợn:
Cout = (iout * d) / (ΔVout * fsw)
Cho ΔVout = 50mV,
Cout = 8 Phaf
Nhưng tốt hơn là sử dụng 47 PhaF để được an toàn.
Tụ điện đầu vào (CIN)
Đối với CIN, chúng tôi sử dụng:
Cin = (iout * d) / (Δvin * fsw)
Cho ΔVin = 5V,
Ăn = 2,2μ y
Tụ Bootstrap (CBST)
Chúng tôi chỉ lấy 2.2NF từ khuyến nghị dữ liệu.
Kiểm tra hiệu quả
Hiệu quả (η) là:
H = (bĩu / pin) * 100%
Pout = Vout * Iout = 12w
Cho hiệu quả 80%,
PIN = 12W / 0,80 = 15W
Đầu vào dòng điện:
Iin = pin / vin
Iin = 15w / 100V
Iin = 0,15a
Bố cục PCB, siêu quan trọng!
Bây giờ nếu bố cục PCB là xấu thì chúng ta sẽ có tiếng ồn cao, hiệu suất xấu hoặc thậm chí thất bại. Vì thế:
Làm cho dấu vết hiện tại cao ngắn và rộng.
Đặt tụ điện gần với chip.
Sử dụng một mặt phẳng mặt đất để giảm tiếng ồn.
Thêm vias nhiệt dưới LM5164 để giúp làm mát.
Kiểm tra và khắc phục sự cố
Bắt đầu với điện áp đầu vào thấp (15V).
Kiểm tra xem chúng ta có nhận được đầu ra 12V không.
Sử dụng máy hiện sóng để xem dạng sóng chuyển mạch.
