基於LM2733升壓電路設計


簡介

LM2733是TI公司的具有40V內部FET開關的升壓變換器,其封裝為SOT-23極小封裝器件,開關頻率有0.6MHz和1.6MHz兩個版本,該芯片具有如下特性。

• 40V DMOS FET 開關

• 1.6MHz("X") 、 0.6MHz("Y") 開關頻率

• 低 RDS(ON) DMOS FET

• 高達 1A 的開關電流

• 寬輸入電壓范圍: 2.7V 至 14V

• 低關斷電流 (< 1µA)

• 5 引腳 SOT-23 封裝

• 使用微型電容器和電感器

• 逐周期電流限制

• 內部補償

其典型應用電路如下圖所示。

關鍵參數

輸入電壓范圍為2.7V~14.5V

SHDOWN關斷引腳電壓為0-VINV可以通過外部IO口進行關斷

反饋引腳FB典型電壓值1.23V

IFB=60nA(注意反饋分壓帶電阻值,不能太小,太小了容易使得流過反饋引腳電流較大,且功耗較大)

芯片內部結構如下圖所示。

LM2733器件是一款開關轉換器IC,使用電流模式控制以固定頻率(0.61.6 MHz)工作,可在較寬的輸入電壓范圍內實現快速瞬態響應,並具有逐脈沖限流保護功能。 因為這是電流模式控制,所以與開關FET串聯的50mΩ感測電阻器可用於為脈沖寬度調制(PWM)比較器的輸入和電流限制提供電壓(與FET電流成比例) 放大器。

   

在每個周期的開始,S-R鎖存器導通FET。 隨着流經FET的電流增加,電壓(與該電流成比例)與來自斜坡發生器的斜坡相加,然后饋入PWM比較器的輸入。 當該電壓超過另一個輸入(來自Gm放大器)的電壓時,鎖存器復位並關閉FET。 由於來自Gm放大器的信號來自反饋(它對輸出電壓進行采樣),因此PWM比較器的作用會不斷設置通過FET的正確峰值電流,以保持輸出波動穩定。

   

Q1Q2以及R3-R6構成一個帶隙基准電壓,IC使用此基准電壓將輸出保持在穩定狀態。

   

流過Q1Q2的電流將相等,並且反饋環路將調節穩定的輸出以維持這一水平。 因此,調節后的輸出始終保持在等於FB節點上的電壓乘以輸出電阻分壓器之比的電壓電平。 限流比較器直接饋入觸發器,該觸發器驅動開關FET。 如果FET電流達到極限閾值,則FET將關閉,並且該周期終止,直到下一個時鍾脈沖。 電流限制輸入將終止脈沖,而與PWM比較器的輸出狀態無關。

設計實例

下面給出一個實際應用中5V轉10V輸出的升壓變換器電路,電路圖如下圖所示。

其中C11為輸入濾波電容,建議選擇X5R或者X7R材質電容。R4為shdn引腳的限流電阻,如果不適用該功能,則將SHDN經過R4上拉到輸入電源,L2為Boost電路輸入電感,數值需要根據具體設計工況進行計算,D2為Boost電路續流二極管,R12和R11為反饋分壓電阻,C10為反饋環路振盪抑制電阻,C8和C9為輸出濾波電阻。

其推薦PCB layout如下圖所示(同手冊推薦布局類似)

在布局時有以下注意事項

電感L2,二極管D2和電容C12回路要盡可能斷,最小化D2和C12串聯寄生電感,進而降低噪聲和振鈴。

反饋回路器件R12R11C10盡可能近的放置在U1的FB引腳,減少FB引腳噪聲的注入

如果成本允許,建議使用多層板設計,為該電源提供完整的參考平面。

   

   


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