【问专家】+DCDC选型和外围器件参数的计算

DCDC产品做为系统的最重要组成部分,电源的稳定性关乎到系统的稳定运行。在实际的设计过程中,基本上都是按照Datasheet中推荐的参数进行设置,或者借助一些设计工具,对DCDC的原理不甚了解,自己在工作中也遇到过一些问题
1.选型之后的设计,外围器件的参数计算
2.计算完成之后,PCB layout
3.性能测试,需要测试的到底有哪些,
问题1,外围参数计算中包含输入输出电容的计算,电感的计算等,
之前看到过一个公式,如图所示电感计算 画蓝线的部分为输出电流的0.3~0.4,再根据饱和电流peak=Iout+1/2的纹波电流,计算出电感的数值,电感的数值计算出来后,选择具体的电感应该关注电感的哪些参数。
问题二,输入输出的电容计算方法,这点比较迷惑

您好,根据电感公式选择合适的电感量之后,还需关注电感的温升电流,饱和电流,与DCR。
1.温升电流


2.饱和电流

3.DCR

MPS电感解决方案资料,可以在以下链接中观看与下载:
20201203直播回顾:MPS电感解决方案 - 视频 - 支持 (monolithicpower.cn)

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对于输入输出电容,建议使用X5R或X7R陶瓷电容作为输入和输出电容。X7R材质ESR变化更小,容值变化更小。

1.输出电容的计算(δ = 20% ~ 40% )


2.输出电容的选择

3.输出电容的耐压与电流

4.输入电容选型主要参数:额定电压,容值和额定RMS 电流
(1)输入电容的电压为一般选大于image
(2)输入电容的容值由开关工作频率和输出电流和所要求的输入纹波电压决定:image
输入电容在开关频率点的阻抗应该远小于电源阻抗,以减少开关对电源的干扰。对于2~3A Buck芯片来说,输入电容容值一般选10~22uF。
(3)RMS电流 image

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对于PCB layout,MPS 每颗IC规格书基本都会有PCB Layout Guide,可以参照上面的规则要求来设计。
对于Buck芯片来说,基本规则如下:
1.输入电容,功率电感,输出电容等功率器件,应尽可能的紧凑,功率回路要小。
2.SW走线应尽量粗而短,最好可以敷小块铜,不要有过孔。
3.输入电容应该靠近芯片的VIN管脚。
4.Bypass电容需靠近芯片的VCC管脚。
5.模拟地和功率地分开。两者单点连接。其中COMP, SS, FB都是连接模拟地。如果有大面积的地,可以不分。
6.FB反馈线尽量少打过孔, 反馈电阻R1和R2尽量贴近FB管脚放置。
7.用大面积敷地来减小噪声。
8.功率电感下方尽量不要走线。
9.输入电容GND与输出电容GND与IC GND管脚尽可能的靠近放置。

最后,关于基本的性能测试包括:
效率,温升,调整率,稳态测试,load transient测试,启动测试,短路测试,过压过载保护测试,小信号分析测试等等。

感谢您在论坛上的提问。若在后续的测试中,遇到任何问题,您都可以在MPSNOW在线技术支持与我们的线上技术工程师交流解惑。 MPSNow-为您提供在线调试服务 - 联系方式 (monolithicpower.cn)
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根据这几个要素可以基本确定电感的数值和参数,我也看到了MPS也有相关电感的产品,感谢解答

看了这些参数的计算,应该是你们课件中的或者培训资料,这些资料可以提供?有的话可以发邮箱?
另外在帮忙推荐一个DCDC的DEMO的,我想看看里面的电路图,用这些计算公式来验证下,参数的选择的计算过程,(12V输入,3.3V/5V输出,3A的buck)

您好,可以参考如下两种DEMO进行验算:

EV2345-J-00A

26V/2.5A, 600KHz, 降压变换器评估板


EV2330C-TL-00A

650kHz、3A、24V 高效率降压变换器评估板

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下载了EV2330C-TL-00A 的datasheet 在原理图中看到


按照我帖子中电感的计算公式,纹波系数取0.3左右,开关频率650kHz 输入19V 输出3.3V 3A ,计算出电感的值是4.6uH左右,而非原理图中3.3uH 差别还是挺大的,是否是计算中有哪些关键点没有考虑进去导致的差异,或者公式本身有问题,如果是,能否提供下详细的计算公式,谢谢

MP2330C是一颗24V的降压芯片,支持比较宽范围的输入,不仅是19V,更低电压12V/5V或者更低电压下都能输出3.3V。我们的demo板设计时需要综合考量全范围的情况,因此选择了3.3uH的电感。

你好,wen工,方便详细说明下,你们计算出来的3.3uH?

按照上面的公式,按30%纹波电流计算,19V输入下感量算到大约4.6uH,5V输入下感量算得大约1.9uH,我们选取的3.3uH是一个全范围的中间值。实际上,大多数情况下感值有一些差异不影响芯片正常工作。计算选取的纹波电流一般在20%~40%之间,有的特殊情形会在这个区间之外。取20%和40%计算得到的电感值都会相差一倍,但是一般芯片都是能正常工作的。



MPQ4423的PCB图,接下来焊接测试

回答的非常全细心,非常专业。