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2018年2月8日DC / DC

降压转换器运转时的电流路径

配置DC / DC转换器的机板电路

在配置DC / DC转换器的机板电路时,为了知道应考虑那些地方,以及理解为什么要如此配置,必须先清楚知道降压转换器运转时的电流路径。
开关稳压器为类比电路,但以线形为中心的电路不同,电流会和电压切换,也就是开和关(ON OFF)。配置机板电路是考量施加哪一种性质的电压到哪个节点,哪条线路上,以及会有哪种电流流过等因素,再设计出最适合的路径。

今回将说明出发点「降压转换器运转时的电流路径」。另外,本章预计说明下列几个项目。

图1-A。开关元件Q1开启时的电流路径

图1-B。开关元件Q1关闭时的电流路径

图1-C。电流差距,配置电路上的重要处

降压转换器运转时的电流路径

右侧电路图是外接二极体整流,或者非同步整流的降压型DC / DC转换器IC的电路。和BOOT端子相连接的电容,使用了能够驱动内建NCH-MOSOFET的自举(引导)电容。此外,和COMP端子相连接的电阻和电容属于位相补偿用的零件。会根据IC的情况删除前述的端子。当然,不用说其他端子和零件也是基本端子和必备的外接零件。

图1-A的红色线是开关Q1開啟時流過的主要電流和路徑,並且標示了流動方向。c旁路是高频用的去耦电容,C是大容量电容。

开关Q1开启的一瞬间,将流过变化急遽的电流,其中大半由Ç旁路供应,之后才由Ç提供。变化缓慢的电流则是由输入电源提供。

图1-B的红色线是开关Q1关闭时的电流路径。二极体d1开启后,蓄积在电感器大号的能量往输出端释出。

降压转换器的输出端串联插入电感器,因此输出电容的电流虽然上下变动,但却非常平稳。

图1-C的红色线是表示图1-A和1-B的差分。开关Q1关闭切换至开启,开启切换至关闭时,红色线的电流将忽然发生波动。这个系统由于变化急遽,将形成包含许多高谐波在内的电流波形。

差分的这部份非常重要,PCB布线时需极力注意。

概略来说,即使是同步整流,就算外接开关电晶体,电流的情况也是一样。之后将在该电流的流动为前提下进行说明,因此请好好地了解本章所说的电流路径。

重点:

·配置(设计)机板电路时,必须要理解降压转换器的电流路径。

・若未適當地配置好電路,開關穩壓器在切換時,急遽開,關電流將對電路運轉和其他部分造成不良影響。

周边元件的选择和PCB布局