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LM2576-ADJ做3A布线很重要,要不确实会很烫,想知道怎么解决散热的?转换效率到95%的时候,纹波<30mV这个应该不错
效率95%,是在输入-输出的压差不是很大的时候测的,因为电池电压会在使用过程中下降;
纹波<30,输入加CLC,输出用大容量、低阻抗的电容;
散热是用2OZ的PCB,设计热沉导热孔,背面还用导热垫(导热系数1.5)+散热器(6030氧化铝);
电流3A,因为他电机什么样不清楚,我是假负载代替的,至于实际有没有3A不清楚。
A simple switcher design based on TI WEBENCH Designer.
VinMin = 10.0V
VinMax = 14.0V
Vout = 3.3V
Iout = 5.0A
Device = LM3153MH-3.3/NOPB
Topology = Buck
Please see attachment for more details.
设计题目:WEBENCH设计之3A最大42V输入的易电源模块
设计需求:输入14到22v
输出3.3V/2A
设计步骤:
第一步,登陆tiwebench网站后进入设计页面,选择simple switcher页面,截图如下:
第二步,等待系统过滤结果,截图如下:
第三步选择14203进行设计, LMZ14203 是TI易电源模块的一员,简易的PCB layout 可以设定上电时序 限流保护, –40°C 到 125°C工作温度, 快速的响应,适合为FPGA和ASIC供电, 输入电压范围为6到42V,系列pin-to-pin全兼容,最大18W功率输出,输出电压为0.8到6V,效率高达90%。截图如下:
第四步 进入到设计界面,可以分析设计结果,导出PDF和CAD原理图,以及BOM清单,更能对比分析结果参数等。
在设计界面的左下角,可以下载设计文件的pdf文档,还可以下载相关的原理图设计文件和pcb文件等等。
设计总结:
WENENCH设计简单高效,方便实用。 首先要选择要设计的选项,然后通过输入一些必要的数据就可以产生多个不同的设计方案。同时在WEBENCH界面里,还提供了对BOM成本和面积与效率等的优化选项,同时还能对封装等进行选择,针对不同的要求可以筛选出符合条件的方案。在选择了确定的方案以后,就会生成一个电路原理图,然后尽可以进行电气分析,并能生成一个layout,并能对你选选择温度进行热力仿真分析,模拟热量对不同元器件产生的影响。然后就可以导出原理图,生成传统的原型图。
(具体设计还是请看附件,这里没办法把图贴过来了 thanks)
对于易电源产品,工程师可能对于它来说是有爱有恨的产品,爱的是它确实能够很好的满足我们的设计要求,恨的是我们在设计中失去了一些乐趣,(工程师可能天生爱给自己挑战),易电源能过做到的太多,以至于我们会在设计完成之后失去一些成就感.
下面开始按照lm12003 的datesheet 设计指导开始12v-1.8v 3.3A 工作频率400khz dc降压电源设计:
Spec 参考线路
(1) 输入enable 分压电阻选择
根据spec enable 门槛电压为1.18v,为了保证芯片能够正常开启,Ven应该满足下面的公式
RENT / RENB = (VIN UVLO / 1.18V) – 1 (1)
我们设定Uvlo为4.5v,根据spec推荐Renb=11.8K,Rent=32.4K
即当输入电压大于4.5v是,芯片正常开启工作。
(2)输出电压设定
Ic的反馈参考电压为Vf=0.8V,则输出电压与输出分压电阻之间的关系应该满足:
VO = 0.8V * (1 + RFBT / RFBB) (2)
我们这里的输出电压为1.8v ,分压电阻的推荐值为1k—10K之间,所以我们这里取Rfbb=1.07k,
RFBT=1.37K.
Rfbt两端会并联一颗电容,为了提高动态响应的表现,css的值(不明白计算原理,只能参考spec)
(3)软启动时间设定
LM12003 N内部有一个8ua 的电流源在芯片启动的时候向外部Css充电,电容充电时间满足下以下要求:tSS = VREF * CSS / Iss = 0.8V * CSS / 8uA (3)
当取Css为0.022uf时,Tss=2.2 ms
(4)输出电容应该满足最坏的动态响应要求,即下面要求:
CO≥ISTEP*VFB*L*VIN/ (4*VO*(VIN—VO)*VOUTTRAN) (不知道基于什么推算)
CO=3A*0.8*6.8UH*12V/(4*1.8V*(12-1.8)*1.8*0.05)=27.01uf
注意:我这里的动态响应是按照5%的要求来计算的,实际上应该表现会更好。这里选这CO=100UF,
另外加上一个1uf 的滤波电容。
(5)输入电容选择
输入电容的放置是为了减小输入电流纹波,因此对于输入电容的要求(最小输入电容):
CIN ≥ IO* D * (1–D) / FSW-CCM * ΔVIN
CIN=3*0.15*0.85/400K * 12*1%=9.5UF
因此这里选择10uf 电容,以及一个1uf 的滤波电容(由于输入电压比较高,所以在这里要足以输入电容的耐压值)
(6)开关频率以及工作模式确定
开关频率与Ron 的关系 FSW(CCM) ≊ VO/ (1.3 * 10-10 * RON)
我们这里设定开关频率为400k,那么Ron=34.6k
2.原理图设计以及仿真
原理图设计采用TI自家工具,webench,
(1) 输入设计参数
(2) 得到原理图
(3) 根据第一部分中计算的参数对参数 进行修改
Cin改为10 uf ,软件中得到的大部分数据都是与之前的设计相符合,而且加上线路本身的元器件非常少,所以我们需要做的修改并不是很多。
(4) bom 表
可以直接通过webench 导出excel bom 表
3仿真及其波形
(1) 稳态仿真波形
从仿真结果来看,输出电压比设定电压小20mv,输出电压pk-pk值为5mv
(2) 动态响应仿真波形
从图中可以看出,其overshoot 约为5mv
(3) 启动波形仿真
从仿真结果来看启动时间约为2。6ms,与设计的2.2 ms相差无几。
4.pcb设计
PCB DEMO BOARD 参考设计
Simple Switcher易电源产品-- 汽车电源
1,打开网址,注册,有帐号就有设计记录。
http://www.ti.com.cn/ww/simple_switcher/index.html
2.输入电压14~22V .输出 5V @1A
3.设计方案出来了,选择 LM2676 ,成本低,外围元件少优点。
4.基本设计方案出来了;
5.首先看原理图,如果要改进可以重新来 ; 这里很好,我就不重来了
6 .看仿真,很重要; 可以没有做板之前发现问题,可以预知一些问题;
7.热仿真,对设计很重要,对选择PCB ,电路布局,散热考虑;
8.文件输出 ,电路图,BOM,PCB GERBER,PDF,
8.2 BOM
8.3 电路图输出,这里选择PADS
8.4 PCB GERBER
8.5 最后可以分享设计给你的朋友,这人很好。填入email就可以了。
9.整个设计完成,用时不到两分钟。可以下一下设计了。谢谢
我是研究生,在研一的一年中一直从事开关电源的学习和设计,刚开始时对开关电源还不是很了解,对于TI公司的芯片和产品也不是熟悉,但是通过世纪电源网开始让我踏上了解开关电源和使用学习TI产品。开始学习在TI网站上申请样品,学习看datasheet。在此期间易电源对我的帮助非常大。在这一年中我也使用过TI的DSP2812,芯片,还用过TI的WEBENCH,在附件中我分享一下我设计的电源,我设计的电源可以算是解决大家给DSP开发板供电的问题。该电路指标是输入23-24V直流,输出为标准的3.3V。
23-24V直流,输出为标准的3.3V?多大电流?感觉不是很合理,压差太大不知道为什么用这么高的电压供电,还是23-24V这么个小范围,
基于采用LMZ14201电源芯片设计高效率手机充电器的设计方案
首先介绍一下LMZ14201易电源芯片
电气规格:
6W最大总输出功率
高达1A的输出电流
输入电压范围为6V至42V
输出电压范围为0.8V至6V
效率高达90%主要特点
集成屏蔽电感器
简单的PCB布局
灵活的启动顺序使用外部软启动和精密使能
防止浪涌电流和故障,如输入欠压锁定和输出短路
- 40°C至125°C的结温范围
单裸露焊盘和标准引脚,便于安装和制造
快速瞬态响应供电FPGA和ASIC
低输出电压纹波
引脚对引脚兼容系列:LMZ14203/2/1(42V最大3A,2A,1A)
LMZ12003/2/1(最大20V 3A,2A,1A)
全面支持WEBENCH®Power Designer的应用
从12V和24V输入轨负载点转换
时间关键项目
空间受限/高散热需求应用
负输出电压场 其步骤如下:
电动汽车使用60V输入,12V输出。这是最近的一个项目电动汽车遥控装置上做的的一款DC,输出最大额定电流需要达到30A,在LM系列中未找到合适的。但是使用了LM5088设计仿真了一个输出12V10A的,并且进行了电气仿真电路分析。
设计方案名称:设计一款18V到24V转3.3V,输出电流为2A的MCU供电电路
设计方案选择:LM22670_ADJ
设计思路:该电路设计是一款主控板上面使用到的,要求元器件占用板子的面积尽量小,效率高,稳定,经过比较,同时,在TI的选型工具WEBNCH 上帮助下,最终决定使用LM22670-ADJ作该设计。LM22670除了LM22670-ADJ,还有LM222670-5.0,这款比较使用与要求5V供电的电路设 计中,更加方便快捷。使用LM22670-ADJ,该方案效率理论上达到80%,同时在实际使用中,进行了PCB板Layout处理,对热量的也做了相 应的处理,所以在使用的过程中,该方案能够满足设计需要。值得提出的一点是,电路中的电感电感量的确定,最好是通过自己计算同时 在测试过程中经过验证之后再确认,这样能起到优化电路的作用。该方案的另一个不足就是BOM成本稍微贵,差不多已经接近3美元,这对 于控制项目成本提出一定程度的挑战。
作为一名电子工程师,simple switcher确实是一个很有用的电源方面的设计工具,优势概况一下:简单易用,器件选型互动,后期优化很棒,设计文件一站式输出。
小闹就以一个简单的DC-DC的设计,来让大家体会一下TI设计工具的有点,有不对的地方还望大家谅解,欢迎批评指正。
题目 设计高压差DC-DC单电源,要求电压9-18V宽压输入,3.3V输出,最大输出电流2A。
1. 首先去TI官网注册一个账号,以使用simple switcher设计工具。
在“产品”栏右侧中,选择“电源”,输入电压 填入9到18V,输出温度3.3V,电流2.0A;这里选择单输出,并开始设计。(当然WEBENCH还可以设计有多路输出,但我觉得单输出是个基础;设计好高能效的电路后,多输出也更简单)。进入下图界面
TI的WEBENCH Designer很人性化,将电源设计中的几个关键问题都考虑进去了:①成本,电路板面积和电源效率的均衡,这个最关键,所以放在最左边,我们大家可以通过调整旋钮来权衡主次;②变更电源设计的条件 (我习惯在前面定好)③用户的特殊要求,比如电源是否需要通断(开关引脚)、是否需要软启动(启动平稳),汽车类电子器件(automotive)等。④具体的效率、成本、面积要求,这个我感觉很有必要。
针对我这个设计 9-18V的宽电压将至3.3V,压降大,需要的能效要高,不然电源发热就会高,废功就多,所以在将能耗优先;调整后如图
选择好条件后,一般第一个就是给出的最佳设计;该设计中,高能效意味着成本和电路板尺寸的增加,我们开启这个设计。
下面双击效率图 查看不同输入电压下,电源效率和电流输出的关系,系统提供了9V,13.5v,18V全电压输入范围的能耗图,可以看到18V下对应的最小效率,200mA下83%,这已经很高了,满意。
双击打开工作数值表,这里我们想查看最小输入电压9V和最大输入电压18v的工作特性。设定负载电流=1/4*2A= 0.5A
下面对电源的纹波,及瞬时响应进行仿真,以及稳定时间进行仿真。下图是对稳定时间的仿真。
几个状态的仿真,已生成报告,大家可以在报告中看到仿真的结果,见附件。
最后打印所有的文件,包括设计方案 仿真报告,并导出原理图和pCB图,可直接送去做板调试,这个工具很强大,最后我在附件里附上此次设计的完整资料,希望大家支持,谢谢
本设计是基于YPS4540芯片的DCDC电源转换器,10V到22V输入,5V 3A输出,具有效率高、输出电流稳定的优点。在22V输入,5V 0.25A输出时为87%的效率,10V输入时,电流大于0.25A而小雨3A的时候,效率都达到90%,电压输出稳定,波动范围小于20mV。具有广泛的应用价值。
设计背景:该系统为三电平控制系统,CPU采用DSP和CPLD控制,外部供电只有DC12V,DC24V,DC18V,DC12V用于各种模拟信号采集的运放供电,lem霍尔器件供电,功率已经饱和,DC24V主要给IGBT驱动电路供电,6路开关电源,还有散热风扇供电,如何都不能使用DC24V电源了,只有唯一的DC18V电源,只有做一个线性电源给显示板供电,只能用它了.
性能:输入DC24V-15V,输出3.3V,又可以省IC电源模块,TI公司的LM25576.通过查看datasheet,效率较高,开关频率高,纹波电流小是CPU供电的主要考虑因素,
SIMPLE SWITCHER®系列42V, 3A降压开关稳压器
一般说明
LM25576是一款易于使用的SIMPLE SWITCHER®系列降压稳压器,可帮助设计工程师利用最少的元器件设计和优化一款稳健的电源。
LM25576 器件的输入电压范围为6 - 42V,通过内部集成的170mΩ N沟道MOSFET输出3A的连续电流。稳压器利用了仿真电流模式设计,可以提供内部线性调节和精确的负载瞬态响应,易于回路补偿,且不存在电流模式稳压器低占空比的限制。工作频率在50kHz至1MHz内可调,以实现尺寸和效率最优化。为减少电磁干扰(
EMI),LM25576的频率同步引脚允许LM(2)557X系列的多个集成电路(IC)自同步或与外部时钟同步。LM25576通过逐周期限流、短路保护、热关断和远程关断等措施保证其可靠性。器件提供功率增强型TSSOP-20封装,这种封装有为散热设计的裸露式连接焊盘。WEBENCH
LM25576Q是通过AEC-Q100 1级认证的汽车级产品(工作结点温度范围-40℃至+ 125℃)。
集成式42V,170mΩ N沟道MOSFET
超宽输入电压范围6V至42V
可调输出电压低至1.225V,1.5%反馈参考精度
利用单个电阻实现工作频率在50kHz至1MHz内可调
主或从频率同步
可调软启动
仿真电流模式控制架构
宽带误差放大器内置保护
CPLD与DSP的3.3V供电电源设计-LM25576MH的应用
该电路额定输入电压为DC18V,输入端可以添加一个电容电容,100UF、和推偶电容0.22uf
组合,效果更好。输出电压通过调节RFB1和RFB2电阻,改变输出电压,也可以把RFB1
更换为电位器,输出电容可以考虑用几个低ESR的电容并联,纹波系数更完美!输出电感一
定用功率电感,可以适当大点,,D1管一定需要使用高速开关二极管,如SS34.软启动时间
可以通过检测CSS电容脚,测量启动时间,一般设计为10us。RCOMP与CCOMP构成输
出闭环比例调节。响应就看他们两了,RT为调频电阻。可以通过运放和三极管设计逐波限
流保护,由于板子内部有检测器件,并且输入DC18V电源模块也有输出电流控制,我这边
暂未设计逐波保护。另由于电网设计,电压较高,为了安全考虑,我使用了无线控制端口,
可能有些工况不需要这么复杂的控制。注意:在实际使用时,看实际工况,最好在输入端加
上EMI与EMC处理,由于本人的产品是用于轨道交通和电力电网设计,所以耐压和EMC
这些安规处理是必须要有的,所以前级比较复杂,就不上传了,商业秘密,哈哈
就写这么多了,希望对大家有帮助。
(工作结点温度范围-40℃至150℃)
应用webench设计了一个基于LM26003的易电源,并对设计结果进行了仿真,效果很理想,具体参看附件。
本来设计是15VAC交流输入,允许输入电源变换+-10%,输出3路电源共地。一路电源是5V/3A供给主控板电源及TFT_LCD驱动模块,实际工作电流约0.6A,选用LM2576-5.0,另一路也是5V给微型打印机供电,也是用LM2576-5.0V;还有一个是12V给逆变电源供电,选用LM2576-5.0V。
对于3路电源滤波电容,由于手头上这种封装只有35V/100220uF,从美观的考虑,实物选用的都是35V/100220uF。
由于总电源是220VAC供电,所以前面选了一个220VAC/15VAC/22VAC的工频变压器,这种选择方案比较可靠,设计周期很短,可以控制设计过程,成本和定制的开关电源差不多。对很多没有开关电源生产经验的厂家是个很好的替代方案,推荐
设计题目:WEBENCH之汽车电机控制器辅助电源设计
设计需求:输入8到32v
输出5V/8A
环境温度:75℃
设计步骤:
第一步,登陆tiwebench网站后进入设计页面,选择simple switcher页面,截图如下:
第二步,等待系统过滤结果,截图如下:
第三步选择LMZ23608进行设计, LMZ23608是TI易电源模块的一员,简易的PCB layout 可以设定上电时序 限流保护, –40°C 到 100°C工作温度, 快速的响应,适合为FPGA和ASIC供电, 输入电压范围为6到36V,系列pin-to-pin全兼容,输出电压为0.8到6V,效率高达85%。进入到设计界面,可以分析设计结果,导出PDF和CAD原理图,以及BOM清单,更能对比分析结果参数等。截图如下:
进行仿真得到仿真结果如下:
在设计界面的左下角,可以下载设计文件的pdf文档。
设计描述文件:易电源 LMZ23608汽车电源设计.pdf
设计总结: WENENCH设计简单高效,方便实用。 首先要选择要设计的选项,然后通过输入一些必要的数据就可以产生多个不同的设计方案。同时在WEBENCH界面里,还提供了对BOM成本和面积与效率等的优化选项,同时还能对封装等进行选择,针对不同的要求可以筛选出符合条件的方案。在选择了确定的方案以后,就会生成一个电路原理图,然后尽可以进行电气分析,并能生成一个layout,并能对你选选择温度进行热力仿真分析,模拟热量对不同元器件产生的影响。然后就可以导出原理图,生成传统的原型图。非常实用和方便。
基于LM2677设计的高性能的降压电源设计方案
概述:
LM2677系列开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路,能够输出3A的驱动电流,同时具有很好的线性和负载调节特性。固定输出版本有3.3V、5V、12V, 还有一个输出可调版本。
添加少量的外部元件就可以使用该电压调节器。该器件内部集成有频率补偿和固定频率发生器。开关频率为150KHz,与低频开关调节器相比较,可以使用更小规格的滤波元件。 其封装形式包括标准的5脚TO-220封装和5脚TO-263表贴封装。
由于该器件可以使用通用的标准电感,这更优化了LM2677的使用,极大地简化了开关电源电路的设计。
该器件还有其他一些特点:在特定的输入电压和输出负载的条件下,输出电压的误差可以保证在±4%的范围内,振荡频率误差在±15%的范围内;可以用仅80μA的待机电流,实现外部断电;具有自我保护电路(一个两级降频限流保护和一个在异常情况下断电的过温完全保护电路)。
技术参数:
输入电压:5-6V
输出电压:适用于灯珠要求9V
输出电流:2.16A
这是一款照明用LED灯具,利用TI的在线设计工具,几秒钟便可等到附件中的电路。虽没有实际制作,但完成的设计资料和方案选择,使得LED灯具电源设计的速度得到极大的提升。
采用方案:LMZ23610;
INPUT:DC14-22V DC;
OUTPUT:3.3V/3A DC
Efficiency:82.438 %
同事我也申请了样品:LM31530RLGT,学习一下易电源。
印象中刚使用TI易电源是在大一下学期的时候。用到一个5V的稳压电源。一块两个手指大的板,输出还很稳定!现在使用ti易电源产品也是将近一年了!!总体感觉性价比蛮高,易于使用!给我的电源学习之路带来了很多便捷!因此经常关注TI的官网!了解了电源行业的发展趋势。最后祝易电源25岁生日快乐!