Nå her ser vi først kretsen med LM5164, så går vi trinn for trinn som velger deler som induktor, kondensator, motstander og til slutt snakker vi om PCB -layout og feilsøking. OK, la oss begynne.
Hva vi får med LM5164
Denne LM5164 -brikken er super nyttig fordi den kan ta 15V til 100V inngang, og vi kan stille utgangsspenning fra 1.225V til hva vi vil (under VIN). Men her setter vi det på 12V 1A. Nå noen gode ting om denne brikken:
Fungerer fra 15V til 100V så veldig fleksibel.
Vi kan justere output ved hjelp av to motstander.
Gir 1A strøm, god nok for mange ting.
Har lav IQ, så ikke kaster bort mye kraft.
Bruker konstant-på-tid (COT) kontroll, noe som betyr rask respons på belastningsendringer.
Har MOSFETS inne, så ikke behov for eksterne dioder.
Så denne brikken er ganske fin når vi ønsker høyspenningsinngang, men trenger en sikker 12V -utgang.
Hva denne kretsen har
Når vi bruker denne LM5164, kobler vi den ikke bare direkte, vi trenger andre deler for å få den til å fungere ordentlig. Her er hva vi legger:
LO (induktor) → Denne delen lagrer energi og hjelper til med å bytte arbeid jevnt.
CIN (inngangskondensator) → Dette stabiliserer inngangsspenningen slik at LM5164 ikke ser plutselige spenningsdips.
COUT (utgangskondensator) → Dette reduserer krusningen, så vi får ren 12V DC.
RFB1, RFB2 (tilbakemeldingsmotstander) → Disse angir utgangsspenningen.
CBST (Bootstrap-kondensator) → Dette hjelper MOSFET på høysiden til å fungere ordentlig.
RA, CA, CB (kompensasjonsnettverk) → Disse er nødvendige for å holde kretsen stabil.
Hvis vi velger gale verdier, får vi dårlig utgang - enten spenningshopp, høy krusning, eller det vil ikke engang starte. Så vi beregner alt ordentlig.
Hvordan vi setter utgangsspenning
Nå har LM5164 en tilbakemeldingspinne (FB) og vi kobler til RFB1 og RFB2 der for å stille utgangsspenningen. Formelen er:
VOUT = 1.225V * (1 + RFB1 / RFB2)
Vi fikser RFB2 = 49,9kΩ (god verdi fra datablad), nå beregner vi RFB1 for 12V -utgang:
RFB1 = (VOUT / 1.225V - 1) * RFB2
RFB1 = (12V / 1.225V - 1) * 49.9KΩ
RFB1 = (9,8 - 1) * 49,9KΩ
RFB1 = 8,8 * 49,9kΩ
RFB1 = 439KΩ
OK, men 439KΩ er ikke standard, så vi bruker 453KΩ som er nær nok.
Hvor raskt denne kretsen bytter
Denne Buck Converter fungerer ved å bytte, så vi må angi byttehastighet. Tiden den holder seg på (ton) er:
Ton = vout / (vin * fsw)
Vi tar Vout = 12V, VIN = 100V, FSW = 300kHz SO:
Ton = 12v / (100V * 300000)
Tone = 400ns
Nå er offtiden (TOFF):
Toff = ton * (vin / vout - 1)
Erstatte verdier:
Toff = 400ns * (100V / 12V - 1)
Toff = 400ns * 7.33
Toff = 2,93 us
Pliktsyklusen (D) er:
D = vout / vin
D = 12V / 100V
D = 0,12 (12%)
Så MOSFET er på i 12% tid og på i 88% tid.
Velge komponenter
Induktor (LO)
Vi finner LO ved å bruke dette:
Lo = (vinmax - vout) * d / (ΔiL * fsw)
Vi tar ΔL = 0,4a,
LO = (100V - 12V) * 0,12 / (0,4A * 300000)
LO = 68μh
Så vi bruker en 68μH induktor.
Utgangskondensator (cout)
Vi trenger cout for å redusere Ripple:
Cout = (iout * d) / (Δvout * fsw)
For Δvout = 50mv,
Cout = 8μF
Men bedre å bruke 47μF for å være trygge.
Input kondensator (cin)
For CIN bruker vi:
Cin = (iout * d) / (Δvin * fsw)
For Δvin = 5v,
Spising = 2,2μ y
Bootstrap Condayitor (CBST)
Vi tar bare 2.2NF fra databladanbefalingen.
Kontroller effektiviteten
Effektivitet (η) er:
H = (pout / pin) * 100%
Pout = vout * iout = 12w
For 80% effektivitet,
PIN = 12W / 0,80 = 15W
Inngangsstrøm:
Iin = pin / vin
Iin = 15w / 100V
Iin = 0.15a
PCB -layout, super viktig!
Nå hvis PCB -oppsett er dårlig, får vi høy støy, dårlig ytelse eller til og med feil. Så:
Gjør spor med høy strøm kort og bredt.
Plasser kondensatorer nær brikken.
Bruk et bakkeplan for å redusere støy.
Tilsett termiske vias under LM5164 for å hjelpe avkjøling.
Testing og fikseproblemer
Start med lav inngangsspenning (15V).
Sjekk om vi får 12V -utgang.
Bruk et oscilloskop for å se byttebølgeform.
