高效降壓DC-DC轉換器電路應用以及參考原理圖4.5v-65v輸出5A應用

概述

WD5065B 是電流模式單片降壓開關穩(wěn)壓器。WD5065B 在 4.7V~65V 的輸入范圍內工作，通過集成的高端 N 溝道 MOSFET 提供 5A 的連續(xù)輸出電流。 在輕負載時，穩(wěn)壓器以低頻運行以保持高效率。 電流模式控制提供嚴格的負載瞬態(tài)響應和逐周期電流限制。

WD5065B 通過短路保護、熱保護、電流失控保護和輸入欠壓鎖定確保穩(wěn)健性。WD5065B 采用 ESOP8 封裝，以最少的外

部組件提供緊湊的解決方案。

轉換器特征

4.7V至65V工作輸入范圍5A輸出電流

0.8V±1% 內部參考電壓可調開關率可調 UVLO 和遲滯

電流失控保護短路保護

熱保護

提供 ESOP8 封裝

典型應用

WD5065B應用電路設計參考

引腳配置

WD5065B引腳配置

1 BST 頂部開關的引導引腳。

2 VIN 輸入電壓引腳。 VIN 為 IC 供電。 將 4.7V 至 65V 電源連接至 VIN，并使用適當大的電容器將 VIN 旁路至 GND，以消除 IC 輸入上的噪聲。

3 EN 將 EN 引腳驅動為高電平或懸空以打開穩(wěn)壓器，低電平以關閉穩(wěn)壓器。

4 RT 開關頻率程序。 在 RT 引腳與地之間連接一個外部電阻以設置開關頻率。

5 FB 輸出反饋引腳。 FB 感測輸出電壓并由控制回路調節(jié)至 800mV。 在 FB 處連接一個電阻分壓器。

6 COMP 誤差放大器的輸出和輸入到輸出開關電流 (PWM) 比較器。 將頻率補償組件連接到該引腳。

7 GND 接地

8 SW SW是為輸出供電的開關節(jié)點。 將輸出 LC 濾波器從 SW 連接到輸出負載。

導熱片

GND 引腳必須電氣連接到印刷電路板上的裸露焊盤才能正常工作。

電源開關

N 溝道 MOSFET 開關集成在 WD5065B 上 ，可將輸入電壓下變頻為穩(wěn)壓輸出電壓。 由于頂部 MOSFET 需要一個大于輸入電壓的柵極電壓 ，因此需要在 BST 和 SW 引腳之間連接一個升壓電容器來驅動頂部開關的柵極。 當 SW 為低電平時，升壓電容器由內部 4.3V 電源軌充電。

電流模式控制

WD5065B 利用固定頻率、峰值電流模式控制來調節(jié)輸出電壓。 輸出電壓通過電阻分壓器在 FB 引腳上測量，誤差由內部跨導誤差放大器放大。電壓反饋環(huán)路由連接在 COMP 引腳和 GND 引腳之間的外部 RC 網絡進行補償。

內部振蕩器啟動高端功率開關，COMP 引腳上的誤差放大器輸出控制高端功率開關電流，當高端MOSFET 開關電流達到 COMP 電壓設定的閾值電平時，功率開關導通 離開。

COMP 引腳電壓會隨著輸出電流的增大和減小而增大和減小。該器件通過將 COMP 引腳電壓鉗位到最大電平來實現(xiàn)電流限制。 PFM 模式通過COMP 引腳上的最小電壓鉗位實現(xiàn)。

RT短路保護

如果檢測到 RTpin 對地短路，則不允許WD5065B 切換以防止異常工作狀態(tài)。 當 RT 引腳的短路條件消除時，穩(wěn)壓器可以再次激活 。過壓保護 WD5065B 中設計了輸出過壓保護 (OVP)， 以在從輸出故障條件或強卸載瞬態(tài)中恢復時最大限度地減少電壓過沖，在具有低輸出電容的設計中，電源輸出電壓的增加速度快于誤差放大器輸出的響應，從而導致輸出過沖。 OVP 功能通過將 FB 引腳電壓與上升的 OVP 閾值(名義上為內部參考電壓的 108%)進行比較，在使用低值輸出電容器時最大限度地減少輸出過沖。 如果 FB 引腳電壓大于上升的 OVP 閾值時，高端 MOSFET 立即被禁用以最小化輸出過沖。 當 FB 電壓降至低于 OVP 下降閾值(標稱為內部參考電壓的 106%)時，高端 MOSFET 恢復正常工作

最大開關頻率

為了在較高開關頻率和輸入電壓下的過載條件下保護轉換器，WD5065B 實現(xiàn)了頻率折返。當 FB 電壓從 0.8V 降至 0.35V 以下時，振蕩器頻率被 4 分頻。當FB電壓升至0.4V以上時，頻率存在折返狀態(tài)。當 FB 電壓降至 0.18V 時，振蕩器頻率除以 8。當FB電壓升至0.2V以上時，頻率存在折返狀態(tài)。 當輸出電壓被短路負載強制拉低時，電感電流在關斷期間緩慢下降。頻率折返通過增加開關周期的周期來有效地增加關斷時間，從而為電感器電流斜降提供更多時間。 頻率折返通過增加開關周期的周期來有效地增加關斷時間，從而為電感電流提供更多時間斜降。在最大頻率折返比為 8 的情況下，電感電流可以由下式控制的最大頻率頻率折返保護。 以下等式計算當 VOUT 被強制為 VOUT_SC 時電感電流將保持受控的最大開關頻率。選定的工作頻率不應超過計算值。

審核編輯：湯梓紅