对hsop封装的el7558bc降压型开关整流器芯片的使用特点进行了分析,给出了利用该整流器芯片设计dc/dc变换器的外围电路和设计方法。并通过实验验证了该设计方法。
关键词:dc/dc变换器;el7558bc;开关整流器
引言
el7558bcdc/dc变换器芯片是elantec公司生产的内部集成了mosfets的低输入电压(4.5~5.5v),高输出电流(8a)的pwm整流器,效率可达94%。输出电压偏差小于1.5%。最高开关频率可达1mhz,可以设置成固定电压输出(3.5v)或者可调电压输出(1.0~3.8v)。el7558bc具有尽可能减少外围元器件的高度集成特点,只需少量外围元器件即可工作,从而大大降低了电路板面积和设计成本,为电源设计提供了一种快速而简易的解决方案。el7558bc同时具有过热指示及过热截止负载保护功能,用于逻辑/处理器复位及控制供电顺序的电压反馈pwrgd输出信号等。其封装形式为具有良好散热性能的28脚hsop封装。这些优点使得el7558bc电源芯片可以广泛应用于高性能的dsps/fpgas/asics/微处理器,pc主板,便携式电子仪器,手提电脑等许多电子设备中。
1 管脚功能和使用特点
el7558bc封装形式如图1所示,各管脚功能如下:
脚1(fb1)电压反馈输入端1,当芯片设置为可调电压输出时(vcc2det为低)有效;
脚2(cref)参考电压旁路电容输入端,一般用0.1μf瓷片电容与地连接;
脚3(cslope)斜坡补偿电容输入端;
脚4(cosc)内部振荡器电容输入端,电容cslope与cosc比例通常为1:1.5;
脚5(vdd)pwm控制电路电源电压输入端,通常与vin电压相同;
脚6及脚8(vin)降压整流器电源电压输入端;
脚7,脚9-12,脚18-19(vssp)降压整流器返回地,即电源地;
脚13(vcc2det)接口逻辑输入端,逻辑1时芯片为3.5v固定电压输出,逻辑0时芯片为1.0~3.8v可调电压输出;
脚14(outen)开关整流器输出使能端,逻辑1有效;
脚15(ot)芯片过热指示输出,通常为高,当温度超过135℃时拉低,温度降至100℃以下时恢复变高;
脚16(pwrgd)powergood输出信号,当输出电压的误差小于预设值的±10%时为高,否则为低;
脚17(test)测试脚,通常必须与vssp连接;
脚20-23(lx)电压输出端,驱动外部的电感;
脚24(vhi)内部高端门驱动端,通过一个0.1μf的旁路电容与lx相连;
脚25(vss)控制电路返回地,即信号地;
脚26(c2v)连接倍压电路输出,作为内部低端门驱动端;
脚27(cp)电荷泵电容的负边驱动端;
脚28(fb2)电压反馈输入端2,当芯片设置为固定电压输出时(vcc2det为低)有效,此时输出电压为3.5v。
el7558bcdc/dc变换器芯片具有软启动功能,而且不需要外部电容器,当芯片加电时就会完成软启动。el7558bc具有vcc2det功能,为intelp54和p55微处理器提供了直接的接口。el7558bc具有内置的电荷泵倍压电路,用于开启内部mosfet,c5(见图1)即为电荷泵电容,d2及d3为电荷泵二极管。如果有12v电压输入,则d2及d3均可省略。
图1 el7558bc dc/dc变换器芯片的封装形式及其典型电路
2 dc/dc变换器的设计
下面以el7558bcdc/dc变换器芯片为例,对dc/dc变换器的设计过程进行详细说明。其典型设计电路如图1所示。
2.1 选择输出电压
el7558bcdc/dc变换器芯片可以通过vcc2det脚设置固定电压(3.5v)输出或者可调电压(1.0~3.8v)输出。当vcc2det为高时为固定电压输出;当vcc2det为低时为可调电压输出,此时要想得到不同的电压输出,可以通过反馈电阻r3及r4来调节,可调输出电压范围为1.0v至3.8v。r3及r4阻值与输出电压之间的对应关系可以近似地用式(1)表示,在这种模式下,vcc2det管脚必须为低。