SIMPLE_SWITCHER易电源参考设计

EXPLORE & LEARN COMPARE & SELECT DESIGN & BUILD SIMPLE SWITCHER® 易電源參考設計 national.com/switcher/cn 閱覽多種參考設計 加快您的設計進程 簡易設計步驟 2 3national.com/switcher/cn 1. 內容簡介 2. 電源模塊設計 內容目錄 內寄簡介 LMZ1420x負載點(POL)設計(6到42VIN、高至6VOUT, 高至3A).....................................................4 LMZ14203 反向設計 (11到37V、低至-5VOUT、高至2.5A)...........................................................6 LM1200x 負載點(POL)設計(4.5到20VIN、高至6VOUT, 高至3A)...................................................8 LMZ1420xH高輸出電壓設計(6到42VIN、5V到24VOUT以上, 高至3A).........................................10 LMZ1050x 負載點(POL)設計 (2.97到 5.5VIN, 在5A下的高至 5VOUT ).........................................12 .. 3. 分立穩壓器和控制器設計 LM2267x/LM22680 設計 (4.5 到 42VIN、1.5到 30VOUT 高至5A負載電流)................................ LM22670 反向設計 (6到35VIN、-5VOUT、高至1.5A) ............................................................... LM315x 設計 (4.5 到 42VIN、1.2 到 24VOUT 高至10A負載電流)............................................... LM557x/LM2557x 設計 (6到75VIN、1.5到30VOUT 、高至3A負載電流).................................... 14 16 18 20 這本指南通過一組 SIMPLE SWITCHER® 易電源 產品闡述多個不同的設計，第一部份將包含每個 產品的原理圖、才料清單、技術提示和通往 WEBENCH® 設計工具的連結，而第二部份則展 示有關設計的PCB佈局和組件放置建議以確保設 計健全。如欲獲得更多信息，請參考個別器件的 數據 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 和其他相關的參考文件。 本指南介紹兩個不同的產品系列，分別是 SIMPLE SWITCHER易電源電源模塊和 SIMPLE SWITCHER 易電源分立穩壓器和控制器。當中 SIMPLE SWITCHER易電源電源模塊非常簡單易 用，可有效地加快設計時間，而 SIMPLE SWITCHER® 易電源分立穩壓器和控制器則可提 供更大的設計靈活性。 如要詳細比較兩個系列，可參考 Power Designer 第129期：比較集成電源模塊與分立穩壓器的優 缺點。 兩個系列器件皆獲得 WEBENCH 設計工具的支 持，可創建出合乎應用要求的定製電源系統，而 且該工具還可提供建構設計所需的才料清單。 4 5national.com/switcher/cn LMZ14203 PCB 設計 LMZ1420x 設計 設計考慮 VIN VOUT RFBT RFBB Ron 開展設計 3A Design 2A Design 1A Design 3A Design 2A Design 1A Design 3A Design 2A Design 1A Design 3A Design 2A Design 1A Design 3A Design 2A Design 1A Design 3A Design 2A Design 1A Design 3A Design 2A Design 1A Design CIN COUT Css Cf Rent Renb 10 μF, X5R, 50V 100 μF, X5R, 6.3V 22 nF, X7R, 16V 22 nF, X7R 16V 68.1kΩ 11.8kΩ Cf CIN COUT Css Rfbb Rfbt Ron LMZ14203VIN Ron EN VOUT FB SS GND U1 大型輸入電寄器CIN負責供應電路所需的瞬時電 流，而且必須調整大小以配合輸入紋波電流的要 求，因此建議採用低ESR或陶瓷電容器以儘量降 低輸入電壓紋波，並且把選配性質的高頻1μF陶 瓷電容器放得比較遠一點以減少噪聲。 至於輸出電容器COUT，則建議採用諸如是陶瓷 之類的低ESR電容器，這將有助減少輸出紋波， 但在決定電容器的大小時必須留意直流偏置降額 的問題。因此，建議使用COG、X7R或X5R介 質電容器，因為比起其他的型號能在更大的溫度 範圍下表現穩定。 Rent 和 Renb電路可確保魯捧性和防止當主電源 電壓上升時電路過早被啟動，如果供電電壓應該 在ULVO電壓處出現上升或下降時，哪麼 LMZ14203的輸出便會減弱。然而，諸如FPGA 之類的數字負載對這些變化和單調上升都極之敏 銳。 如想了解更深入請參考以下的文件。 ˙ ˙ ˙ ˙ 下表總結了針對設計所選用組件的數值： 適用於所有設計的共通組件 組件值 (BOM) 設計文件 數據表：LMZ14203、LMZ14202、LMZ14201 AN-2024：LMZ1420x/LMZ1200x評估板 AN-2052：美國國家半導體的SIMPLE SWITCHER易電源電源模塊和 EMI ˙ ˙ ˙ 設計特定組件 8 to 42V 5V 5.62 kΩ 1.07 kΩ 100 kΩ 6 to 42V 3.3V 3.32 kΩ 1.07 kΩ 61.9 kΩ 6 to 30V 2.5V 2.26 kΩ 1.07 kΩ 47.5 kΩ 6 to 25V 1.8V 1.87 kΩ 1.50 kΩ 32.4 kΩ 6 to 21V 1.5V 1.00 kΩ 1.13 kΩ 28.0 kΩ 6 to 19V 1.2V 4.22 kΩ 8.45 kΩ 22.6 kΩ 6 to 18V 0.8V 0 39.2 kΩ 24.9 kΩ DAP下的散熱通孔連接 銅夾層增加散熱效果 大面積和沒有斷口的銅面 提供最佳的散熱效果 把輸入電容器放近 模塊以減少噪聲 Rent和 Renb可限制啟 動時的電流突波 提供傳導性EMI過濾的輸入 電容器放置空間(選配性) 低 ESR電容器把輸出 電壓紋波減到最小，建 議使用陶瓷電容器 把傳感反饋電壓設置到與 負載儘量接近，以免被線 長的 ESR 影響精確度 針對高頻濾波的小型陶瓷旁路 電容器放置空間(選配性) PCB佈局對散熱效果的影響 SIMPLE SWITCHER易電源電源模塊的TO-263-7封 裝的熱力傳輸效率非常高，而 PCB 的設計對於器件 的整體散熱效果有重大的影響。在一個已知的功率耗 散條件下，一般都是以μJA來量度器件的上升溫度， 以下是設計PCB時的一些建議，如想獲得更詳細的信 息，請參考數據表和右邊推薦的技術文章。 ˙把封裝外露的焊盤 DAP 焊接到接地面 ˙使用兩盎司重的銅片作銅面 ˙把銅面連接到散熱通孔 ˙大而無斷口的 PCB面積可提供最佳的散熱效果 推薦閱讀 ˙AN-2026：PCB設計對SSPM散熱效果的影響 ˙AN-2020：前瞻而非後顧的散熱設計 ˙AN-2078：針對美國國家半導體 SSPM 的 PCB設計 ˙AN-2024：LMZ1420x/LMZ1200x評估板 (VDrop = ESR * ILoad) 6 7national.com/switcher/cn LMZ14203 反向降壓/升壓 PCB設計LMZ14203 反向降壓/升壓設計 組件值 (BOM) VIN VOUT CIN COUT Css Cf Rent Renb RFBT RFBB Ron 設計考慮 LMZ14203反向設計大致與正向的LMZ14203設 計相同，從原理圖中可見主要不同的地方是多了 接地和輸出電壓VOUT的連接。另外，雖然仍然 可使用Rent和Renb電路，但也可能帶來磁滯的 問題。如想更深入了解，可參考以下的文件。 設計文件 ˙數據表：LMZ14203、LMZ14202 、 LMZ14201 ˙AN-2027：針對LMZ14203 SSPM的反向應用 ˙AN-2024： LMZ1420x/LMZ1200x評估板 11V to 37V -5V 10 μF, 50V 100 μF, 6.3V 22nF, 16V 22nF, 16V 93.1 kΩ 11.8 kΩ 5.62 kΩ 1.07 kΩ 100 kΩ X7R X5R X7R X7R 11V to 37V -3.3V 10 μF, 50V 100 μF, 6.3V 22nF, 16V 22nF, 16V 93.1 kΩ 11.8 kΩ 3.32 kΩ 1.07 kΩ 100 kΩ X7R X5R X7R X7R DAP下的散熱通孔連接銅 夾層增加散熱效果 大面積和沒有斷口的銅面 提供最佳的散熱效果 把輸入電容器放近 模塊以減少噪聲 Rent 和 Renb可限制 啟動時的電流突波 提供傳導性EMI過濾 的輸入電容器放置 空間(選配性) 低ESR電容器把輸出電壓 紋波減到最小，建議使用 陶瓷電容器 把傳感反饋電壓設置到與 負載儘量接近，以免被 線長的ESR影響精確度 (VDrop = ESR * ILoad) 在反向的降壓/升壓設 計中，接地與Vout的 連接要互相對調 PCB佈局對散熱效果的影響 SIMPLE SWITCHER易電源電源模塊的 TO-263-7封裝的熱力傳輸效率非常高，而PCB 的設計對於器件的整體散熱效果有重大的影響。 在一個已知的功率耗散條件下，一般都是以 μJA來量度器件的上升溫度。以下是設計PCB 時的一些建議。如想獲得更詳細的信息，請參考 數據表和右邊推薦的技術交章。 ˙把封裝外露的焊盤DAP焊接到接地面 ˙使用兩盎司重的銅片作銅面 ˙把銅面連接到散熱通孔 ˙大而無斷口的PCB面積可提供最佳的散熱效果 推薦閱讀 ˙AN-2027： LMZ14203 SSPM的反向應用 ˙AN-2026：PCB設計對 SSPM散熱效果的影響 ˙AN-2020：前瞻而非後顧的散熱設計 ˙AN-2078：針對美國國家半導體 SSPM的 PCB設計 * 數值與現有的評估板不同 ** 選配性 8 9national.com/switcher/cn LMZ1200x PCB 設計 LMZ1200x 設計 Cf CIN COUT CssRenb Rent Rfbb Rfbt Ron LMZ12003 VIN Ron EN VOUT FB SS GND U1 VIN VOUT RFBT RFBB Ron 開展設計 CIN COUT Css Cf Rent Renb 設計考慮/性能 ˙大型輸入電寄器CIN負責供應電路所需的瞬時 電流，而且必須調整大小以配合輸入紋波電流 的要求。因此建議採用低ESR或陶瓷電容器以 儘量降低輸入電壓紋波，並且把選配性質的 高頻1μF陶瓷電容器放得比較遠一點以減少噪 聲。 ˙至於輸出電容器COUT，則建議採用諸如是陶 瓷之類的低ESR電容器，這將有助減少輸出紋 波，但在決定電容器的大小時必須留意直流偏 置降額的問題。因此，建議使用COG、X7R 或X5R介質電容器，因為它們比較其他型號， 能夠在較大的工作溫度範圍下表現穩定。 ˙Rent 和 Renb電路可確保魯捧性和防止當主電 源電壓上升時電路過早被啟動，如果供電電壓應 該在ULVO電壓處出現上升或下降時，哪麼 LMZ14203的輸出便會減弱。然而，諸如FPGA 之類的數字負載對這些變化和單調上升都極之敏 銳。 ˙如想了解更深入請參考以下的文件。 設計文件 ˙數據表：LMZ12003、LMZ12002 、 LMZ12001 ˙AN-2024：LMZ1420x/LMZ1200x 評估板 ˙AN-2052：美國國家半導體的 SIMPLE SWITCHER易電源電源模塊和 EMI 組件值 (BOM) 橫跨所有設計的共通組件 設計特定組件 10μF, X5R, 50V 100μF, X5R, 6.3V 22 nF, X7R, 16V 22 nF, X7R 16V 32.4 kΩ 11.8 kΩ 8 to 20V 5V 5.62 kΩ 1.07 kΩ 100 kΩ 3A Design 2A Design 1A Design 6 to 20V 3.3V 3.32 kΩ 1.07 kΩ 61.9 kΩ 3A Design 2A Design 1A Design 5.5 to 20V 2.5V 2.26 kΩ 1.07 kΩ 47.5 kΩ 3A Design 2A Design 1A Design 4.5 to 20V 1.8V 1.87 kΩ 1.50 kΩ 32.4 kΩ 3A Design 2A Design 1A Design 4.5 to 20V 1.5V 1.00 kΩ 1.13 kΩ 28.0 kΩ 3A Design 2A Design 1A Design 4.5 to 19V 1.2V 4.22 kΩ 8.45 kΩ 22.6 kΩ 3A Design 2A Design 1A Design 4.5 to 18V 0.8V 0 39.2 kΩ 24.9 kΩ 3A Design 2A Design 1A Design DAP下的散熱通孔連接 銅夾層增加散熱效果 大面積和沒有斷口的銅面 提供最佳的散熱效果 把輸入電容器放近 模塊以減少噪聲 Rent 和 Renb可限制 啟動時的電流突波 提供傳導性EMI過濾 的輸入電容器放置 空間(選配性) 低ESR電容器把輸出 電壓紋波減到最小， 建議使用陶瓷電容器 把傳感反饋電壓設置到與 負載儘量接近，以免被線 長的ESR影響精確度 針對高頻濾波的小型 陶瓷旁路電容器放置 空間(選配性) PCB佈局對散熱效果的影響 SIMPLE SWITCHER易電源電源模塊的 TO-263-7封裝的熱力傳輸效率非常高，而PCB 的設計對於器件的整體散熱效果有重大的影響。 在一個已知的功率耗散條件下，一般都是以 μJA來量度器件的上升溫度。以下是設計PCB 時的一些指引。如想獲得更詳細的信息，請參考 數據表和右邊推薦的技術交章。 ˙把封裝外露的焊盤DAP焊接到接地面 ˙使用兩盎司重的銅片作銅面 ˙把銅面連接到散熱通孔 ˙大而無斷口的PCB面積可提供最佳的散熱效果 推薦閱讀 ˙AN-2026：PCB設計對SSPM散熱效果的影響 ˙AN-2020：前瞻而非後顧的散熱設計 ˙AN-2078：針對美國國家半導體 SSPM的 PCB設計 ˙AN-2024： LMZ1420x/LMZ1200x評估板 (VDrop = ESR * ILoad) 10 11national.com/switcher/cn LMZ1420xH PCB 設計LMZ1420xH 設計 VIN VOUT COUT Renb Rfbb Ron 開展設計 Cf CIN COUT Css Rfbb Rfbt Ron LMZ14203H VIN Ron EN VOUT FB SS GND U1 Renb Rent CIN Css Cf Rent Rfbt Renb 設計考慮/性能 ˙大型輸入電寄器CIN負責供應電路所需的瞬時 電流，而且必須調整大小以配合輸入紋波電流 的要求。因此建議採用低ESR或陶瓷電容器以 儘量降低輸入電壓紋波，並且把選配性質的 高頻1μF陶瓷電容器放得比較遠一點以減少噪 聲。 ˙對於輸出電容器COUT，基本上建議採用諸如 是陶瓷之類的低ESR電容器。不過，陶瓷的電 壓範圍有限，因此通常會用聚合物電介質來取 代，但必須注意使用高ESR的電容器時會不經 意地引致OVP。 ˙Rent 和 Renb電路可確保魯捧性和防止當主電 源電壓上升時電路過早被啟動，如果供電電壓 應該在ULVO電壓處出現上升或下降時，哪麼 LMZ14203H的輸出便會減弱。諸如 FPGA之 類的數字負載對這些變化和單調上升都很敏銳。 ˙如想了解更深入請參考以下的文件 設計文件 ˙數據表：LMZ14203H、LMZ14202H、 LMZ14201H ˙AN2089：LMZ1420xH評估板 ˙AN-2052：美國國家半導體的 SIMPLE SWITCHER易電源電源模塊和 EMI 組件值 (BOM) 下表總結出在各個設計中所選用的組件值： 橫跨所有設計的共通組件 設計特定組件 4.7 µF, 100V, X7R 10 nF, 25V, X7R 22 nF, 50V, X7R 68.1 kΩ 34 kΩ 11.8 kΩ 8 to 42V 5 100 μF, 6.3V, X5R 11.8 kΩ 6.49 kΩ 97.6 kΩ 3A Design 2A Design 1A Design 18 to 42V 12 47 μF, 35V, X5R 4.75 kΩ 2.43 kΩ 187 kΩ 3A Design 2A Design 1A Design 18 to 42V 15 33 μF, 35V, 鉭 4.75 kΩ 1.91 kΩ 357 kΩ 3A Design 2A Design 1A Design 24 to 42V 18 33 μF, 35V, 鉭 3.57 kΩ 1.58 kΩ 287 kΩ 3A Design 2A Design 1A Design 30 to 42V 24 47 μF, 35V, 鋁聚合物 2.8 kΩ 1.18 kΩ 487 kΩ 3A Design 2A Design 1A Design 把傳感反饋電壓設置到與負載儘量接 近，以免被線長的ESR影響精確度 (VDrop = ESR * ILoad) DAP下的散熱通孔連接銅 夾層增加散熱效果 大面積和沒有斷口的 銅面提供最佳的散熱效果 把輸入電容器放近 模塊以減少噪聲 Rent和 Renb可限制 啟動時的電流突波 低ESR電容器可把輸出電壓的紋波 減到最小，最好使用陶瓷，但陶瓷 的電壓範圍有限，可考慮用聚合物 鉭或oscon電容器來取代 PCB佈局對散熱效果的影響 SIMPLE SWITCHER易電源電源模塊的TO-263-7 封裝的熱力傳輸效率非常高，而 PCB的設計對於 器件的整體散熱效果有重大的影響。在一個已知 的功率耗散條件下，一般都是以μJA來量度器件 的上升溫度，以下是設計PCB時的一些指引，如 想獲得更詳細的信息，請參考數據表和右邊推薦 的技術交章。 ˙把封裝外露的焊盤DAP焊接到接地面 ˙使用兩盎司重的銅片作銅面 ˙把銅面連接到散熱通孔 ˙大而無斷口的PCB面積可提供最佳的散熱效果 推薦閱讀 ˙AN-2026：PCB設計對SSPM散熱效果的影響 ˙AN-2020：前瞻而非後顧的散熱設計 ˙AN-2078：針對美國國家半導體SSPM的 PCB設計 ˙AN-2024：LMZ1420x/LMZ1200x評估板 12 13national.com/switcher/cn LMZ10505 PCB 設計LMZ10505 設計 VIN VOUT IOUT CIN COUT CSS CCOMP RCOMP RFBT RFBB 開展設計 5V 0.9 5A 10 uF, 10V X5R 100 uF, 6.3V X5R 2.7 nF, 50V X7R 390 pF, 50V X7R 511Ω 43.2 kΩ 340 kΩ 5A Design 4A Design 3A Design 5V 1.2 5A 10 uF, 10V X5R 100 uF, 6.3V X5R 2.7 nF, 50V X7R 390 pF, 50V X7R 511Ω 43.2 kΩ 86.6 kΩ 5A Design 4A Design 3A Design 5V 1.5 5A 10 uF, 10V X5R 100 uF, 6.3V X5R 2.7 nF, 50V X7R 220 pF, 50V X7R 909Ω 61.9 kΩ 54.9 kΩ 5A Design 4A Design 3A Design 5V 1.8 5A 4.7 µF, 50V X5R 47 µF, 6.3V X5R 2.7 nF, 50V X7R 180 pF, 50V X7R 523Ω 52.3 kΩ 64.9 kΩ 5A Design 4A Design 3A Design 5V 2.5 5A 4.7 µF, 50V X5R 47 µF, 6.3V X5R 2.7 nF, 50V X7R 100 pF, 50V X7R 931Ω 82.5 kΩ 39.2 kΩ 5A Design 4A Design 3A Design 5V 3.3 5A 4.7 µF, 50V X5R 47 µF, 16V X5R 2.7 nF, 50V X7R 100 pF, 50V X7R 931Ω 82.5 kΩ 26.7 kΩ 5A Design 4A Design 3A Design CcompCIN COUT Css Rcomp Rfbb Rfbt LMZ10505 VOUT FB VIN EN SS PGND U1 設計考慮/性能 ˙大型輸入電寄器CIN負責供應電路所需的瞬時 電流，而且必須調整大小以配合輸入紋波電流 的要求。因此建議採用低ESR或陶瓷電容器以 儘量降低輸入電壓紋波。 ˙至於輸出電容器COUT，則建議採用諸如是陶 瓷之類的低ESR電容器，這將有助減少輸出紋 波，但在決定電容器的大小時必須留意直流偏 置降額的問題。因此，建議使用COG、X7R 或X5R介質電容器，因為它們比較其他型號， 能夠在較大的工作溫度範圍下表現穩定。 ˙LMZ10505具備一個內置的第二類補償網絡， 為了優化負載瞬態性能，可以添加一個電阻器 和電容器橫跨上方的電阻器，而這些組件的選 擇將會改變轉換器的穿越頻率和影響電路對負 載瞬態的響應。另外，該些組件也會影響相位 裕度，也就是電源相對於負載瞬態的穩定性。 ˙如想了解更深入請參考以下的文件 設計文件 ˙數據表：LMZ10505、LMZ10504 、 LMZ10503 ˙AN2013：LMZ1050x SIMPLE SWITCHER 易電源電源模塊快速補償指南 組件值 (BOM) 下表總結出在各個設計中所選用的組件數值 把傳感反饋電壓設置到與負載儘量接 近，以免被線長的ESR影響精確度 (VDrop = ESR * ILoad) 把輸入電容器放近模塊 以降低EMI和噪聲 大面積和沒有斷口的銅面 提供最佳的散熱效果 Rent和 Renb可限制啟 動時的電流突波 DAP下的散熱通孔連接銅 夾層增加散熱效果 低 ESR電容器可把輸出 電壓的紋波減到最小， 最好使用陶瓷 把補償組件靠近電路 以減少線跡阻抗 PCB佈局對散熱效果的影響 SIMPLE SWITCHER易電源電源模塊的 TO-263-7封裝的熱力傳輸效率非常高，而PCB 的設計對於器件的整體散熱效果有重大的影響。 在一個已知的功率耗散條件下，一般都是以 μJA來量度器件的上升溫度。以下是設計PCB 時的一些指引。如想獲得更詳細的信息，請參考 數據表和右邊推薦的技術交章。 ˙把封裝外露的焊盤DAP焊接到接地面 ˙使用兩盎司重的銅片作銅面 ˙把銅面連接到散熱通孔 ˙大而無斷口的PCB面積可提供最佳的散熱效果 推薦閱讀 ˙AN-2026：PCB設計對 SSPM散熱效果的影響 ˙AN-2020：前瞻而非後顧的散熱設計 ˙AN-2078：針對美國國家半導體 SSPM的 PCB設計 ˙AN-2022：LMZ1050x評估板 14 15national.com/switcher/cn LM2267x/LM22680 PCB 設計 LM2267x/LM22680 設計 VIN VOUT CIN COUT L1 Rfb1 Rfb2 Rt 開展設計 4.5 to 42 1.5 150 µF, 200V AL-EI 680 µF, 2.5V 鋁聚合物 4.7 µH 1 kΩ 169Ω 113 kΩ 5A Design 3A Design 2A Design 1A Design 4.5 to 42 1.8 150 µF, 200V AL-EI 680 µF, 2.5V 鋁聚合物 4.7 µH 1 kΩ 402Ω 102 kΩ 5A Design 3A Design 2A Design 1A Design 4.5 to 42 2.5 150 µF, 200V AL-EI 470 µF, 4V 鋁聚合物 4.7 µH 1 kΩ 953Ω 82.5 kΩ 5A Design 3A Design 2A Design 1A Design 4.5 to 42 3.3 68 µF, 200V AL-EI 180 µF, 6.3V 鋁聚合物 10 µH 1 kΩ 1.58 kΩ 182 kΩ 5A Design 3A Design 2A Design 1A Design 7 to 42 5 150 µF, 200V AL-EI 68 µF, 10V 鋁聚合物 10 µH 1 kΩ 2.87 kΩ 100 kΩ 5A Design 3A Design 2A Design 1A Design 18 to 42 12 100 µF, 250V AL-EI 33 µF, 16V AL-EI 18 µH 1 kΩ 8.45 kΩ 113 kΩ 5A Design 3A Design 2A Design 1A Design 24 to 42 15 2.2 µF, 100V AL-EI 100 µF, 25V AL-EI 22 µH 1 kΩ 10.7 kΩ 118 kΩ 5A Design 3A Design 2A Design 1A Design 36 to 42 18 4.7 µF, 100V AL-EI 22 µF, 35V AL-EI 22 µH 1 kΩ 13 kΩ 110 kΩ 5A Design 3A Design 2A Design 1A Design 36 to 42 24 2.2 µF, 100V AL-EI 100 µF, 35V AL-EI 22 µH 1 kΩ 17.8 kΩ 165 kΩ 5A Design 3A Design 2A Design 1A Design Rfb1 Rfb2 Cbst CIN Cinx COUT D1 L1 Rt LM22677VIN GND FEEDBACK ENABLE BOOST SWITCH SYNC U1 g Cbst Cinx D1 10 nF, 50V, X7R 1 uF, 100V, X7R 100V, 肖特基二極管 設計考慮/性能 ˙大型輸入電寄器CIN負責供應電路所需的瞬時電流， 而且必須調整大小以配合輸入紋波電流的要求。 因此建議採用低ESR或陶瓷電容器以儘量降低輸入 電壓紋波。 ˙至於輸出電容器COUT，則建議採用諸如是陶瓷之 類的低ESR電容器，這將有助減少輸出紋波，但在 決定電容器的大小時必須留意直流偏置降額的問 題 。因此，建議使用COG、X7R或X5R介質電容 器，因為它們比較其他型號，能夠在較大的工作溫 度範圍下表現穩定。另外，也可以添加一個較大值 的並聯電容器以便在負載出現瞬態時提供大電容。 ˙至於再循環二極管D1方面，建議採用具備反向恢 復特性和低正激壓降的肖特基，從而改善轉換器的 效率。 ˙這裡展示的LM22677原理圖和PCB佈局也適用於 所有LM2267x/LM22680器件。對於LM22677以外 的BOM組件選擇，請使用以下的WEBENCH連結去 開展設計。 ˙如想了解更深入請參考以下的文件 推薦閱讀 ˙數據表：LM22670、LM22671、LM22672、 LM22673、LM22674、LM22675、LM22676、 LM22677、LM22678、LM22679 、 LM22680 ˙AN-2024：LMZ1420x/LMZ1200x評估板 ˙AN-1246：寬闊輸入DC-DC轉換器的設計重點 組件值(BOM) 下表總結出在各個設計中所選用的組件數值： 適用於所有設計中共通組件 設計特定組件 5V 0.9 5A 10 uF, 10V X5R 100 uF, 6.3V X5R 2.7 nF, 50V X7R 390 pF, 50V X7R 511Ω 43.2 kΩ 340 kΩ 5A Design 4A Design 3A Design 把傳感反饋電壓設置到與負載儘量接 近，以免被線長的ESR影響精確度 (VDrop = ESR * ILoad) 反饋線跡離開噪聲源， 比如是電感器和二極管 DAP下的散熱通孔連接銅夾 層增加散熱效果 C2是大型輸入電容器 ，它在開關變換期間 為穩壓器提供電源 開關節點的dV/dT變化 很大，必須儘量減少以 降低輻待性的 EMI 高dI/dT電流流經輸入電容 器的接地線跡、二極管和 電路的接地引腳，把這些 組件互相靠近以儘量降低 線跡阻抗和減少噪聲尖峰 推薦閱讀 ˙AN-1892 : LM22677評估板 ˙AN-1891: LM22679評估板 ˙AN-1894: LM22673評估板 ˙AN-1885: LM22670評估板 ˙AN-1911: LM22680評估板 ˙AN-1896: LM22672評估板 ˙AN-1895: LM22671評估板 ˙AN-1229：SIMPLE SWITCHER 易電源PCB佈局指引 ˙AN-1149：開關式電源的佈局指引 ˙網上研討會：開關器的 PCB佈局 ˙AN-1157：利用LM267x設計正到負的降壓/升壓轉換器 16 17national.com/switcher/cn LM2267x/LM22680 反向降壓/升壓 PCB 設計LM2267x/LM22680 反向降壓/升壓設計 CIN1 CIN2 CIN6 CIN7 CIN8 L1 Cboot3 COUT4 R1 R2 設計考慮/性能 ˙上方的LM22680反向降壓/升壓原理圖與 LM22680標準降壓的設計很相似，而主要不 同的有幾個地方。首先，多了C6和C7兩個電 容器，把輸入連接到負輸出以提供額外的相角 裕度，從而增加穩定性。另外，電路的接地引 腳也同時連接到輸出電壓VOUT和反饋引腳的 接地參考。 ˙這裡展示的設計適用於LM2267x/LM22680系 列內的任何器件。 ˙如想更深入了解請參考以下的文件。 推薦閱讀 ˙數據表：LM22670、LM22671、LM22672、 LM22673、LM22674、LM22675、LM22676、 LM22677、LM22678、LM22679、 LM22680 ˙AN-1888：LM22670評估板反向拓撲 組件值 (BOM) 下表總結出在各個設計中所選用的組件數值： 2.2μF 50V, 22μF, 63V, 4.7μF, X7R, 4.7μF, 50V, 2.2μF, 50V, 10μH 10 nF 50V, 120μF AL Polymer, 6.3V 2.55 kΩ 7.32 kΩ X7R AL-EI 50V X7R X7R X7R C2是大型輸入電容器， 它在開關變換期間為穩 壓器提供電源 DAP下的散熱通孔連接銅 夾層增加散熱效果 反饋參考到接地 C6和C7是補償電容器，分別 連接Vin和Vout以提高穩定性 開關節點的dV/dT變化 很大，必須儘量減少以降 低輻射性的 EMI 這種佈局可縮短帶載 AC電流的線跡 推薦閱讀 ˙AN-1888：LM22670評估板反向拓撲和應用注釋 ˙AN-1229：SIMPLE SWITCHER 易電源 PCB 佈局指引 ˙AN-1149：開關式電源的佈局指引 ˙網上研討會：開關器的 PCB佈局方法 18 19national.com/switcher/cn LM315x 設計/LM315x PCB 設計LM315x 設計 VIN VOUT IOUT Cff CIN COUT CVcc L1 Rfb1 Rfb2 Rilim Ron 開展設計 6 to 42V 1.2V 5A 2.7nF, 50V X7R 27.872µF, 56V 1 mF, 2.5V Tantalum 1uF, 10V X7R 6 µH 10 kΩ 10 kΩ 2.05 kΩ 51.1 kΩ 5A Design 10A Design 6 to 42V 1.5V 5A 2.2nF 50V X7R 30.126µF, 56V 680µF, 4V Tantalum 1uF, 10V X7R 6µH 10 kΩ 15 kΩ 2.05 kΩ 59 kΩ 5A Design 10A Design 6 to 42V 1.8 5A 1.6nF, 50V X7R 32.266 µF, 56V 470µF, 6.3V Tantalum 1uF, 10V X7R 6µH 10 kΩ 20 kΩ 2.05 kΩ 66.5 kΩ 5A Design 10A Design 6 to 42V 2.5 5A 1.1nF, 50V X7R 35.746µF, 56V 330µF, 6.3V Tantalum 1uF, 10V X7R 6.8µH 10 kΩ 31.6 kΩ 2.05 kΩ 78.7 kΩ 5A Design 10A Design 6 to 42V 3.3 5A 820pF, 50V X7R 37.401µF, 56V 220µF, 6.3V Tantalum 1uF, 10V X7R 10 µH 10 kΩ 45.3 kΩ 2.05 kΩ 84.5 kΩ 5A Design 10A Design 7 to 42 5 5A 560pF, 50V X7R 29.742µF, 50V 68µF, 20V Tantalum uF, 10V X7R 10 µH 10 kΩ 73.2 kΩ 2.1 kΩ 95.3 kΩ 5A Design 10A Design LM315x PCB 設計 CBst Cbyp Css M1 M2 470 nF, 16V X7R 100 nF, 100V X7R 15 nF, 50V X7R VdsMax=80V 100A VdsMax=80V 100A Cac Cbst CbypCIN COUT Cr Css Cvcc L1 M1 M2 Rfb1 Rfb2Rilim Ron Rr SGND RON SGND EN VIN SS PG N D FB LG VCC ILIM HG SW BST LM3150 U1 Cff Cbst CbypCIN COUT Css Cvcc L1 M1 M2 Rfb1 Rfb2 Rilim Ron SGND RON SGND EN VIN SS PG N D FB LG VCC ILIM HG SW BST LM3150 U1 VIN VOUT IOUT Cff CIN COUT CVcc L1 Rfb1 Rfb2 Rilim Ron Rr Cr Cac 開展設計 設計考慮/性能 ˙上述兩個原理圖分別針對不同的輸出電壓要求。 在輸出電壓12V或以上的原理圖中，使用了Rr和 Cr去產生所需的紋波電壓，而電容器Cac則把訊 號交流耦合到反饋引腳以執行正確的調節。 ˙當篩選M1和M2時，應該選用低Rdson的FET以儘 量降低傳導損耗。不過，必須注意FET的柵極電 苛(Qg)要求和開關頻率以確保開關損耗不會導致 過大的功率耗散。 ˙這裡展示的原理圖和PCB佈局雖是針對 LM3150，但也適用於所有的LM315x器件。對於 LM3150以外的BOM組件選擇，請使用以下的 WEBENCH連結去開展設計。 ˙如想了解更深入請參考以下的文件 使用最上方的原理圖進行5V或以下的設計，對於12V或以上的設計請用上圖 推薦閱讀 ˙數據表：LM3150、LM3151、LM3152、LM3153 ˙AN1628：把高輸入電軌降壓轉換器中的FET損耗 減到最小 ˙AN1628：把高輸入電軌降壓轉換器中的FET損耗 減到最小(中文版) ˙AN1481：控制COT設計中輸出紋波和擺脫 ESR 的影響 組件值 (BOM) 下表總結出在各個設計中所選用的組件數值： 橫跨所有設計的共通組件 設計特定組件 20 to 42 12 5A DNS 2.2μF, 100V X7R 10μF, 16V X7R 2.2μF, 10V X7R 10 μH 10 kΩ 191 kΩ 4.87 kΩ 187 kΩ 4.87 MΩ 180pF, 50V X7R 560pF, 50V X7R 5A Design 20 to 42 18 5A DNS 10μF, 63V X7R 22μF, 25V X7R 2.2μF, 10V X7R 39μH 9.76 kΩ 287 kΩ 1.91 kΩ 1.02 MΩ 5.9 MΩ 560pF, 50V X7R 1.8nF, 50V X7R 5A Design 36 to 42 24 5A DNS 4.7μF, 100V X7R 10μF, 50V X7R 2.2μF, 10V X7R 18μH 10 kΩ 392 kΩ 2.05 kΩ 487 kΩ 3.16 MΩ 220pF, 50V X7R 680pF, 50V X7R 5A Design 36 to 42 30 5A DNS 2.2μF, 100V X7R 10μF, 50V X7R 2.2μF, 10V X7R 22μH 10 kΩ 487 kΩ 1.91 kΩ 1.15 MΩ 2.67 MΩ 390pF, 50V X7R 1.2nF, 100V X7R 5A Design 大面積和無斷口的 銅板可為高邊FET提 供最佳的散熱效果 把Cbd儘量靠近電路 以減少噪聲 大面積和無斷口的銅面雖可 為低邊FET提供最佳的散熱 效果，不過必須符合保持開 關節點細小的要求 開關節點面積的dV/dT很高， 因此必須最小化以降低輻射 性EM。可參照MOSFET的佈 局方法去達到這個要求。 所有組件的散熱點，利用 散熱通孔和連接到銅夾層 去加強散熱效果。 輸入電容器、低邊MOSFET和電路接地引腳 的線跡，把這些組件互相靠近以儘量降低線 跡阻抗和減少噪聲尖峰。 推薦閱讀 ˙AN-1900：LM3150評估板 ˙AN-1229：SIMPLE SWITCHER易電源