图19 FW54610典型应用电路
电路说明:
1.输入滤波电路
输入为5V直流电压。输入滤波电容C2是一个220μF的POSCAP电容,允许通过最大脉动电流为3A,C8是输入电源的高频旁路电容,安装时应尽可能靠近FW54610的输入引脚,脉动电流通过C2和C8流动到PGND回路,在电路板布局上,这部分回路需要和输出电容C9、C10上流通的电流回路分开。
2.反馈网络
通过调节分压电阻R3、R4设置线路的输出电压为3.3V,此外,R1、R5、C3、C5和C6组成电路的补偿网络。
3.开关频率
在应用线路中,选择350kHz频率,此时,RT引脚断开,SYNC接地。可以在RT(28脚)与模拟地之间接入180k~68k的电阻R,将开关频率设置在280kHz~700kHz之间。电阻R可用下式估算:
4.输出滤波电路
输出滤波电路由一个4.7μH的电感器和两个470μF的电容器组成。要求电感器直流电阻低,典型值12mΩ。电容器为耐压4V的POSCAP电容,典型ESR为0.040Ω。反馈网络将单位增益带宽补偿到大约25kHz。
5.应用设计的热性能考虑
器件在满功率下工作时,要求模拟地金属层有足够面积保证器件散热需要。图20所示,采用散热通孔方式可有效地降低FW54610结至环境的热阻。在此列出了四种不同的散热通孔布局,每种布局都包含8个直径为0.30毫米的散热通孔,在PowerPAD的正下方,此外还有为数不等的直径为0.46毫米的通孔位于PowerPAD附近。
这些散热通孔在印刷电路板顶层直接焊接PowerPAD的铜导带相连接。散热通孔还连接到印刷电路板底层(背面)上的接地层。有些电路板还包括内部层上的接地层。这些内部接地层也连接到散热通孔,作为器件的散热片。图21所示的截面图就是散热通孔与接地层之间的连接。
就散热通孔的数量而言,存在效用递减的规则。随着散热通孔数量的增加,每个新散热通孔对 器件结温的影响不断减小。本产品说明书推荐散热通孔布局B(图20)。这种散热通孔布局与器件本身占用的板级空间基本相当,同时还可降低接面至环境的热阻。如果板级空间允许的话,可增加额外的散热通孔,特别在环境温度更高的情况下更是如此。
II.小尺寸高频应用
图22所示电路为FW54610典型小尺寸高频应用线路,FW54610产品(U1)可提供超过6A的输出电流,额定输出电压1.8V。为了确保散热良好,必须将产品底部外露的热沉(PowerPAD)焊接在印刷电路板上。
电路说明:
1.开关频率选择
SYNC接地时开关频率为350kHz;当SYNC接输入电源时开关频率为550kHz。为了得到可调节的开关频率,断开SYNC,在RT与模拟地之间接入阻值范围为180kΩ~68kΩ的电阻R1,可将开关频率在280kHz~700kHz之间进行调节。R1与开关频率之间的关系可表示为
图22 FW54610小尺寸高频应用电路
2.补偿元件的选择
反馈补偿电路包含R2、R3、R5、R6,C5、C6、C12等元件,这些元件的选取方法有多种,图22中主要考虑电路的稳定性和较宽的带宽。设计补偿电路首先要考虑的是补偿误差放大器的增益不被限制,其次,补偿误差放大器应将COMP的纹波电压降到100mV以下,另外,电路总回路串扰频率应小于开关频率的1/8,相位裕度至少为45°。上图中,电路串扰频率被限制在10kHz~70kHz,相位裕度范围为60°~90°。
3.慢启动时间选择
FW54610慢启动电路可用来控制启动时输出电压的上升时间,内部慢启动时间设置为3.6ms。通过在SS/ENA引脚连接慢启动电容C3,可使其输出电压的上升时间超过内部设置值。慢启动电容的选取可由下式确定:
CSS=5tSS/0.891
式中,tSS为软启动时间。
慢启动一般从输入电压超过3V的启动阈值电压开始,如果使内部慢启动电路,输出电压将开始以线性方式上升到输出电压值;如果外接有慢启动电容,输出电压将经过固定延时tDELAY后开始上升,tDELAY取决于慢启动电容的值,可由下式计算:
tDELAY =1.2CSS/5μF
4.PowerPAD焊点
PowerPAD使FW54610能以小型封装提供6安培的负载电流。为了提供6安培的额定电流,PowerPAD必须具备良好的焊接,这是至关重要的。如果PowerPAD焊点不良,就会提高电路板与PowerPAD之间的热阻抗,还会迫使更多热量流过器件引线。实验表明,为实现适当的散热性能,要求覆盖PowerPAD的焊料至少覆盖50%。
外形尺寸
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