DC-DC 开关电源稳压集成

DCDC-DC 开关电源稳压集成电源
(2010-04-01 15:50:43) DC-DC 转换/锂离子保护 DCDC-DC 开关电源稳压集成电源 文/吴红奎 本文介绍 4 种新型 DC-DC 开关电源稳压集成电路: LM25576 、 NCP3063 、 MAX15020 、 S-8550 。 DC-DC 开关电源又称为 DC-DC 变换器,因为它的功能是进行输入/输出电压转换, 实际上它的全过程是“ DC-AC-DC ”,其中的“ AC ”是高频交流信号或者单极性 开关信号,也伴随着电流转换和功率转换过程 ( 转换过程中有转换损耗 ) 。一般 我们把输入电源轨在 72V 以内的电压变换过程称为 DC-DC 变换,常见的电源轨有 车载与通信系列和通用工业与消费系列,前者使用的电源轨一般主要有 48V 、 56V 、 24V 等,后者则一般在 24V 以下,不同应用领域规律不同,比如在 PC 中 常用的有 12V 、 5V 、 3 . 3V 等,模拟电路电源轨常用的是 5V ,数字电源轨 常用的是 3 . 3V 等。为了提高效率和功率密度, DC-DC 开关电源的开关频率在 逐年提高,低压小功率应用已经提高到了 2MHz 以上,中、大功率应用也在向 1MHz 迈进。 LM25576 : 3A 单片降压开关稳压器 今年 NSC( 美国国家半导体公司 ) 先后推出了 6 款 SIMPLE SWITCHER 系列电压 变换器, LM25576 是其中的最新成员,它采用模拟电流控制模式 (ECM) ,降压式 电路结构,内部集成了 170m Ω 的 N 沟道 MOSFET 功率开关,适应 6V ~ 42V 的 直流输入电压,开关频率由外部电阻在 50kHz-1000kHz 之间自由选择,连续电流输 出能力 3A 。 LM25576 设置了单独的使能控制端子 (2 脚 ) 、软启动端子 (11 脚 ) 、频率同步 端子 (5 脚 ) , 允许使用系统频率或者多片 IC 以同一频率协同工作。 LM25576 集 成的保护控制功能包括逐周期限流控制、短路保护以及过热关断功能,同时还提供 网上 EDA 在线工具 WEBENCH 支持。 SIMPLE SWITCHER 系列降压稳压器的主要特征是首次使用了获得专利的 ECM 技术。 使用此项技术的该系列降压稳压器在适应宽范围输入电压的同时,开关频率最高达 到了 1MHz ,而且提高了 PWM 信号的控制精度,从而提高了电源在轻载/空载条件 下的动态性能。 LM25576 采用底部带有散热焊盘的 20 引脚的 TSSOP20 封装,它的实物图形、引脚 排列和外形尺寸参见图 1 ,主要技术参数见附表,引脚定义和典型应用原理图参见 图 2 ,它的电子数据文档可以从 www . national . com / ds . cgi / LM / LM25576 . pdf 下载。

DCMAX15020 :带有直流电子调压功能的降压式 DC-DC 开关稳压器 MAX15020 是 Maxim( 美信 ) 公司推出的降压式拓扑电压型单片 DC-DC 开关稳压 器,它的突出特点是输出电压可以通过从 REFIN 端子输入的外部直流电平调节,也 可以由连接于 FB 端子的电阻分压网络设定,直流电子调压优先,输入电压范围 7 . 5V ~ 40V ,输出电压 0 . 5V ~ 36V 可调。另外, REFIN 端子外接 RC 滤 波电路,也能接受 PWM 形式的控制信号。 MAX15020 采用前馈电压控制模式,开关频率可以由 FSEL 端子选定为 300kHz 或 500kHz ,也可以通过 SYNC 端子使用外同步方式,同步频率范围是 100kHz ~ 500kHz 。 MAX15020 的最大连续电流输出能力达到了 2A ,最高效率为 95 %。 MAX15020 集成的 UVLO(undervoltage lockout ,欠压锁定 ) 和软启动功能可以由 外部阻容元件进行配置,其他保护功能还包括逐周期限流控制、“打嗝方式”的输

出短路保护以及过热关断保护。 MAX15020 采用无引脚的 20 端子的 TQFN20 封装,推荐的应用领域包括车载电源、 工业电源、通用降压稳压电源、打印机的打印头驱动器电源等,它的外形和引脚排 列如图 1 所示,主要技术参数见附表,典型应用电路参见图 2 ,电子数据文档可 以从 datasheets . maxim-ic . com / en / ds / MAXl 5020 . pdf 下载。

系列: NCP3063 系列:兼容于 MC34063 的多种拓扑开关控制器

ON( 安森美 ) 公司推出了 MC34063 系列的升级换代产品—— NCP3063 系列,这个 系列的引脚和功能完全兼容于 MC34063 , 无需重新进行电路布局设计。 MC34063 是 非常经典的多种电路拓扑的 DC-DC 开关稳压控制器, DC-DC 开关电源中常见的升 压 (set-up) 、降压 (set-down) 和电压反转 (Inverting) 电路拓扑都能应用,开 关频率和输出电压可调,有过流保护功能,既可以作为单片小功率开关稳压器使用, 也可以外接功率开关提高电流输出能力,原是 Motolora 公司的产品,至今仍被广 泛用于 DC-DC 开关稳压器。 NCP3063 系列的重点是在保持效率不降低的条件下提高了开关频率,同时也部分改 进了内部控制电路。这个系列的峰值电流输出能力与 MC34063 系列一样,都是 1 . 5A , 对于单芯片更高功率输出的应用, 还可以选用峰值电流输出能力为 3 . 4A 的 NCP3163 系列。 NCP3063 系列包括 NCP3063 、 NCP3063B 、 NCV3063 三个型号,主要差别是适用 的工作环境温度不同。 NCP3063 系列的典型实际应用包括通用型小功率非隔离 DC-DC 电源、通用型的 LED 驱动电源、通用型的电池充电电路等。图 1 中的各图 是这个系列的封装外形图,图 2 是其内部电路框图,附表是其主要的技术参数,为 了比较,同时也列出了 MC34063 系列的相应参数。 NCV3063 的升压式拓扑的典型 应用原理图参见图 3 , 其他电路拓扑请参考其电子数据文档 www . onsemi . com / pub / Collat-eral / NCP3063 DATA SHEET . PDF 。

DCS-8550 :同步整流降压式单片 DC-DC 开关稳压器 S-8550 是 SII( 精工仪器公司 ) 公司推出的同步整流降压式单片 DC-DC 稳压器, 具备大输出电流、高效率特性,采用小型 SOT 封装,适合高密度安装,主要针对移 动与便携媒体设备应用,输入电压范围 2 . 0V ~ 5 . 5V ,输出电压由外部分 压电阻网络设定,实际输出电压范围是 1 . 0V ~ 4 . 0V ,连续电流控制模式 (CCM) ,最大连续输出电流 600mA ,典型开关频率 1 . 2MHz ,典型效率 92 %, 集成了欠压保护、限流控制和软启动功能,使能控制端子,针对不同电路布局,还 有 S-8551 可供选择,二者的区别只是引脚排列不同,图 1 是二者的引脚定义。 S-8550 有一个特点是可以工作到 100 %占空比,即使输入电压低于设定的输出电 压, IC 仍然会正常工作,只是不再有稳压能力,输出电压略低于输入电压并随输 入电压的变化而变化。

-8550 采用 5 引脚的 SOT235 封装,图 2 是它的封装外形图,因为器件很小,实 际器件上标注的是器件代号, R 5A 表示 S-8550 , R 5C 表示 S-8551 。需要额 外说明的是,小封装器件很多都采用类似的标识,所以上述标注只有确定是 S-8550 或者 S-8551 的情况下才是如此。附表是 S-8550 的主要技术参数表,图 3 是它的 典型应用原理图,它的电子数据文档可以从 ftp . sii . co . jp / pub / ic / spd_dtst / dt_sht_c / swi_regu / S8550_8551_C . pdf 下载。


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