一颗经典Buck芯片 LM5116

如题所述

第1个回答  2022-07-11
X0W~X00W不错的选择
一个表现不错的Buck驱动芯片 https://www.ti.com/product/LM5116
除了datasheet,好像也没有找到什么好的资料
所以我总结反思自己在使用过程中碰到一些问题,也进一步加深理解。

集成了控制、驱动、保护,使用外置MOS和电感搭建可同步整流的BUCK电路

图1

首先一个非常有用的功能就是宽范围的Input Voltage,Vin支持6-100V,芯片自身供电VCC则直接从Vin转化而来,不需要额外供电。Vin两个档位采用两个模式转化到VCC:当Vin低于10.6V,Vin通过一个“low dropout switch”直接供给VCC,猜测应该是一个二极管或者低Rds-on的transistor;当Vin高于10.6V,则通过一个regulator输出到VCC,恒定输出7.4V,推测内部为LDO转化,但是一个显而易见的疑问是,VCC拉电流的能力可达20mA(虽然VCC regulator限流15mA),如图x所示,考虑极限情况,100V输入,VCC为7.4V,LDO上的损耗为1.852W,
Junction-to-Board的热阻17.7℃/W,看起来只有工作在92℃板温,才会超125℃
但是近2W的损耗对于一颗控制+驱动而言,还是很可观的。
VCCX可能会有点费解,为什么有一个VCC,还要一个X,能去掉然后给我省点芯片成本吗?
这就回到了刚刚的损耗问题。为了减小regulator的损耗,我们可以选择从VCCX直接给VCC供电,而VCCX又可以接到BUCK电路的输出Vout,
当VCCX > 4.5V时,芯片就会自动关闭VCC regulator,直接从VCCX拉电流。
VCCX的推荐范围是4.75-15V,如果Vout超出这个范围,还是乖乖把VCCX接地吧。
这么做也不能把VCC从regulator解放出来,要知道BUCK启机的时候Vout是没有的,所以启机阶段必须从Vin供电。
当然,选择是灵活的,也可以外接一个regulator,从Vin直接给VCCX供电,旁路掉内部的降压电路,也无需考虑VCC regulator的15mA限流。

芯片设计是一门艺术,如果说VCC供电设计很精巧,那真正的精巧还尚未开始。

Enable和UVLO欠压锁死十分常规,没什么好说的。

电流控制

电流模式变换器的建模、分析和补偿

斜坡补偿(Current Ramp)

基于斜坡补偿的电流模式PWM DC-DC系统稳定性分析
介绍了斜坡补偿在数学上的体现,以及斜坡斜率的计算方法。

电流保护
公式计算出来的保护点总是不准

二极管模式
开机且空载的时候
因为同步管强制续流,会使得输出电容泄放
能更快建立输出电压
带一个非常轻的负载,就能进入同步模式

断续模式与强制连续模式
画图

二极管模式

实现方式是通过检测下管的电流,当电流为负,即从SW点流向GND,则关断同步管。

值得注意的是,5116的驱动力非常有限
原因应该是LDO供给能力受限,VCC能提供的电流

5145
驱动能力更强

5122 Boost芯片,

WEBENCH工具
帮助设计参数,真的方便,不仅能直接给出原理图、BOM,甚至推荐PCB布局,
指定参数后能进行仿真,比如小信号仿真
能减少不少工作量
可惜MOSFET默认用TI自己的,超规格了就说库里没有,要用理想器件替代
还是不完善(也可能是营销手段?)