DC-DC 升壓是很多電子產(chǎn)品常用的電路。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,大電流,大壓差,DC-DC升壓 IC 也很成熟。FP6296XR-G1 是一顆電流控制模式升壓轉(zhuǎn)換器,脈波寬度調(diào)變(PWM),內(nèi)置 15mΩ/10A/15V MOSFET,能做大功率高轉(zhuǎn)換效率,周邊元件少節(jié)省空間,適合用在行動裝置,寬工作電壓 2.7V~12V,單節(jié)與雙節(jié)鋰電池都能使用,精準反饋電壓 1.2V(±2%),過電流保護透過外部電阻調(diào)整,電流控制模式讓瞬時響應(yīng)與系統(tǒng)穩(wěn)定性佳,輕載進入省電模式(Skip Mode),達到輕載高效率,封裝為 SOP-8L(EP)。,廣泛應(yīng)用到單節(jié)鋰電池 3.7V 供電的手持風扇、便攜式電動工具、電子煙、藍牙音響等市場。
FP6296XR-G1 能被廣泛應(yīng)用是因為在競爭日益激烈的市場環(huán)境下?lián)碛歇毺氐膬?yōu)勢能滿足大部分客戶的功能需求:
? 工作電壓范圍 2.7V~12V
? 可調(diào)輸出電壓最高 13V
? 固定工作頻率 400kHz
? VFB 反饋電壓 1.2V(±2%)
? 內(nèi)置 15mΩ,10A,15V MOSFET
? 關(guān)機耗電流最大 1μA
? 過溫保護 150℃
? 內(nèi)置軟啟動
? 可調(diào)整過電流保護 2A~10A
? 封裝 SOP-8L(EP)
1.FP6296XR-G1 腳位圖&管腳說明
2.FP6296XR-G1 DEMO 原理圖
應(yīng)用元件 :
? C1,C2,C5,C6,C8:輸入與輸出穩(wěn)壓濾波電容。
? C9:HVDD 濾波電容。
? C3:HVDD 經(jīng)過內(nèi)部穩(wěn)壓管到 Vcc 產(chǎn)生 5V,此電壓會提供內(nèi)部電路與驅(qū)動 MOS,需要加
穩(wěn)壓電容。
? C4,C10,R4:系統(tǒng)補償回路元件,關(guān)系到 LX 方波穩(wěn)定度與瞬時響應(yīng)速度。
? R1,R2:FB 分壓電阻,決定輸出電壓。
? R3:改變阻值,調(diào)整過電流保護點。
? R10:EN 到輸入上拉電阻,控制 EN 下拉地,關(guān)閉 IC。
? Rout:HVDD 限流電阻 100Ω,避免輸出電壓過高,擊傷 IC。
? C12,R8:突波吸收元件,降低 LX 開關(guān)切換突波,一定要接。
? L1:電感具有儲能與濾波功用,感值越大電感漣波越小,相對感值越小漣波越大。選用
電感 注意電感是否適合高頻操作,及電感額定飽和電流值。
? D1:當 LX 截止時,D1 蕭特基管導(dǎo)通,提供電感放電回路。
3.FP6296XR-G1 的升壓計算公式
注:VOUT最高電壓做到 12V,這里輸出電壓看內(nèi)置的 MOS 管的電壓。
5.FP6296XR-G1 的基本參數(shù)計算
W ? η = WVIN
WVIN ? eff = WOUT
VVIN ? IVIN ? eff = VOUT ? IOUT
注:W 是 IC 的功率,功率因數(shù)η一般取 70%-80%之間,轉(zhuǎn)化效率 eff 一般取 85%之間,比如:
注:FP6296XR-G1 入單節(jié)電池輸入時,輸出功率可做到 18W,雙節(jié)電池輸入時,輸出功率可做到30W.
6.FP6296XR-G1 的功能說明
a. 軟啟動
IC 內(nèi)置軟啟動功能,開機利用軟啟動限制 PWM 占空比,讓占空比慢慢打開,避免瞬間輸入涌浪電流過大。
b. EN 開關(guān)控制
EN 小于 0.6V 將 IC 關(guān)閉,關(guān)機 HVDD 最大耗電流 1μA,EN 大于 1.1V 啟動 IC;輸入電壓大于 5V,在輸入與 EN 之間接 200kΩ。
c. 過電流保護(OCP)
檢測通過 LX 與 GND 之間 MOS 電流,也就是電感峰值電流,觸發(fā)過電流會將占空比縮小,限 制電感電流,輸出電壓也會降低;當占空比 50%以上觸發(fā) OCP,為了讓 PWM 穩(wěn)定方波,IC 內(nèi)部做斜率補償,占空比越大 OCP 會降低,透過外部電阻 R3 調(diào)整 OCP,R3 選用參考以下圖表,電阻值 150kΩ~51kΩ,OCP 2A~10A,OC Pin 不能空接(一定要接電阻)。
d. 過溫保護
IC 內(nèi)部芯片溫度達到 150℃,將內(nèi)部 MOS 關(guān)閉保護芯片,等溫度降低到 130℃再打開。
7.FP6296XR-G1應(yīng)用說明
a. 輸入低電壓應(yīng)用
輸入電壓低于 4.5V,象是單節(jié)鋰電池,將 HVDD Pin 串聯(lián) 100Ω 再接到輸出端,提高 Vcc=5V降低 FP6296 MOS 阻抗,提升轉(zhuǎn)換效率;輸入電壓高于 4.5V,HVDD 直接接到輸入端,轉(zhuǎn)換效率與接輸出端一樣,雙節(jié)鋰電池 6V~8.4V 連接 HVDD,還要在輸入端加一顆電解電容 33μF 以上,避免輸入上電突波造成 HVDD 內(nèi)部元件損壞。
b. 電感計算
電感值計算公式,r 電感峰對峰值與電感平均電流的比例(一般設(shè)定在 0.3~0.5)。舉例:Vin=3.3V、Vout=12V、Iout=1.5A(max)、Fs=400kHz、Eff=88%、r=0.3,代入公式求得電感 L=3.217
μH,選用 3.3μH。
c. 電容與蕭特基選用
MLCC 陶瓷電容選用 X5R,X7R 材質(zhì),不建議使用 Y5V 材質(zhì)(內(nèi)阻高,電容值隨溫度變化大);蕭特基選用低導(dǎo)通電壓,平均電流大于輸入與電感峰值電流,耐壓大于輸出電壓的 1.5 倍。
d. 輸出電壓計算
輸出電壓由 FB Pin 分壓電阻決定,計算公式如下。
e. 布板說明
? 大電流路徑走線要粗,鋪銅走線最佳。
? 開關(guān)切換連接點 L1、LX 與 D1,走線要短與粗,鋪銅走線最佳。
? 輸入電容 C9 靠近 HVDD 與 GND Pin,達到穩(wěn)壓與濾波功效。
? 分壓電阻 R1,R2 靠近 FB 與 GND Pin。
? FB Pin 遠離開關(guān)切換點 L1、LX 與 D1,避免受到干擾。
? 輸入電容 C1,C2 的地、輸出電容 C5,C6,C8 地與 GND Pin,鋪銅走線,上下層地多打洞連接。
? 輸出電容 C5 的地一定要靠近 IC 底部散熱片 GND Pin,降低開關(guān)切換突波與輸出高頻噪聲。
? 突波吸收元件 R8,C12 兩者靠近,且靠近 LX 與 GND Pin,R9,C13 兩者靠近,且靠近 D1。
? 板子多余空間建議鋪地。
FP6296XR-G1 底部散熱片布板︰
IC 發(fā)熱要透過底部散熱片導(dǎo)熱到板子銅箔,如下樣板在底部與周邊打滿小洞,上下層都要裸銅,裸銅面積愈大,導(dǎo)熱快散熱佳。
f. EMI 對策
R8,C12 兩者靠近,且靠近 LX 與 GND Pin;R9,C13 兩者靠近,且靠近 D1,輸出電容 C5 的地 一定要靠近 IC 底部散熱片 GND Pin,L2 使用磁珠(Bead)參考以下規(guī)格,測試條件鋰電池 3.8V 升壓 12V/1.2A(水泥電阻 10Ω),測試結(jié)果垂直與水平都通過;L2 也可以選用電感 1μH。
磁珠 FI321611U601
垂直低標 4.38dB,水平低標 2.29dB
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