ZHCABU0B May 2020 – October 2022 LM63615-Q1 , LM63625-Q1 , LM63635-Q1 , LMR33620 , LMR33620-Q1 , LMR33630 , LMR33630-Q1 , LMR33640 , LMR36006 , LMR36015 , TPS54360B , TPS54560B
8.1 3A 电流时将 +12V 电压转换为 –5V 电压
设计目标如表 8-1 中所示。
| VIN | VOUT | IOUT | 开关频率 |
|---|---|---|---|
| +12 V | -5 V | 2.5A | 400kHz |
首先，计算降压稳压器将要承受的最大电压。最大电压等于输入电压加输出电压（即 +17V）。接下来计算功率电感值。在本示例中，使用的 ΔIL 为 IOUT 的 30%，即 0.75A。在这一整个示例中，我们还将假设效率为 0.85。使用Equation8，我们确定值为 13µH。我们将选择标准值 10µH。通过重新排列Equation8，我们可以计算 10μH 电感器的实际 ΔIL 值，并将该值用于进一步的计算。通过Equation6，我们得出 IPEAK = 4.2A，VALLEY = 3.2A。平均电感器电流为 3.7A。通过查看 LMR33640，我们发现其最小峰值电流限值为 4.8A，最小谷值电流限值为 3.9A。这些值在我们的限值范围内，因此我们将以该器件为例。然后我们会选择一个额定电流至少为 5A 的 10µH 电感器。请注意，在此示例中，如果设计人员可以使用非常接近电流限值的最低保证规格，那么您可以输出 3A 的负载电流。在此示例中，3A 的负载将产生约 4.9A 的典型峰值电流和 3.9A 的谷值电流。通常，这些值会“太过接近”，因为电流会随着输入电压和电感器容差的变化而变化。然而，它可能允许设计人员为特定应用中可能存在的任何瞬时浪涌电流提供一些余量。
对于 CIO，我们使用数据表中的相关建议。我们发现需要一个 10µF 的陶瓷电容器。此外，在器件的 VIN 和 GND 引脚附近放置一个外壳尺寸较小的 0.22μF 旁路电容器。此外，如数据表中所述，CIN 可以是 47µF 至 100µF 的小型铝电解电容器。数据表建议将 4 个 22µF 的陶瓷电容器用于采用 5V、4A、400kHz 设计的输出电容器组。这是设计 IBB 的良好起点。如果需要使用额外的输出电容器来改善负载瞬态响应和/或环路稳定性，可以在 PCB 上留出相应空间。CBOOT 和 CVCC 的值与正降压保持相同，分别为 0.1µF 和 1µF。
LMR33640 需要一个反馈分压器。对于 5V 输出，请使用数据表中的值。在本例中，我们使用 RFBT = 100kΩ，RFBB = 24.9kΩ。此外，在 PCB 上为 CFF 电容器留出位置，以便可以优化环路稳定性。选择 LMR33640A 可获得 400kHz 的频率。如果需要使能或 PGOOD 功能，可以使用前文所述的其中一个电平转换器。
设计完成后，测量效率以确保转换器能够在整个输入电压和环境温度范围内提供所需的负载电流。图 8-1 显示了使用 LMR33640 将 +12V 转换为 –5V 的设计的完整原理图。
图 8-1 3A 电流时使用 LMR33640 将 +12V 转换为 –5V 的设计