一、芯片概述
TPS5430有着宽输入电压,低静态功耗,转换效率高,实际应用十分广泛。基本性能参数如下所示。
1.输入电压范围:5.5~36V
2.输出电压可调节
3.转换效率最高可达到95%。
4.输出持续电流达3A,峰值电流可达4A。
5.关断模式仅消耗18uA电流。
6.工作温度:-40~125℃
二、电路设计
电路设计参数要求(输入电压范围:10.8~19.8V;输出电压:5V;输入波纹电压:300mV;输出波纹电压:30mV;输出额定电流:3A)。本人针对芯片资料进行电源电路部分设计,原理图如2-1所示。芯片引脚ENA端为电源使能控制端,通过MCU来控制,在需要的时候开启电源,不需要时关闭电源,以降低系统功耗。
图2-1
二、电路板设计
由于电源设计关系到整个系统命脉,在设计电路板布线和元件放置时,严格按照芯片资料要求进行。在芯片正下方应放置焊盘连接到电源地(GND),并打好过孔。如图3-1所示。其元件选择也要求也比较严
格。
①输入电容。
TPS5430输入需要一个稍大些的退耦电容。这里推荐100uF和0.1uF(C60、C61) 的贴片铝电解电容和高性能陶瓷电容。也可以选择小一点的电容, 但要满足输入电压和额定电流波纹要求。
②输出滤波器件。
输出滤波器件,即L8、C62。TPS5430具有内部补偿电路。输出电感与最大输出电流有关, 这里选择15uH电感。输出电容是影响额定电压、额定波纹电流和等价阻抗( ESR) 的重要设计因素。此应用中选择100uF输出电容, 此时电路中产生的RMS波纹电流为143mA, 需要最大的ESR为40MΩ。
③输出电压设置。
输出电压由反馈控制脚FB脚的精密电阻(R55、R57、R56、R54)决定。如果输出电压5.0V, 参考电压1.221V,R1为10kΩ,则确定R2为3.24kΩ。
④ BOOT (启动) 电容。
BOOT电容C62选择0.01uF。
⑤捕获二极管。
TPS5430需要外部捕获二极管,选择B340A,它的反向电压为40V,正向电流3A,正向电压0.5V。
图3-1
一、结论
目前, 利用TPS5430电源供电的的遥测终端机已经在湖南、云南等很多地质灾害监测站点中得到实际应用。经过验证电源工作状况良好, 各项性能均能满足工作要求, 可推广到其他硬件设计中。