Buck 转换器 运作
设备 信息
这 LP3971 包含 三 高 效率 步伐 向下 直流-直流
切换 buck 转换器. 使用 一个 电压 模式 architec-
ture 和 同步的 整流, 这 buck 转换器 有
这 能力 至 deliver 向上 至 1600 毫安 取决于 在 这 输入
电压, 输出 电压, 包围的 温度 和 这 induc-
tor 选择. 那里 是 三 模式 的 运作 取决于
在 这 电流 必需的 - pwm, pfm, 和 关闭. 这
设备 运作 在 PWM 模式 在 加载 电流 的 approxi-
mately 100 毫安 或者 高等级的, having 电压 容忍 的
±
3%
和 95% 效率 或者 更好的. 轻量 加载 电流 导致 这
设备 至 automatically 转变 在 PFM 为 减少 电流
消耗量. 关闭 模式 转变 止 这 设备, offering
这 最低 电流 消耗量 (i
q, 关闭
= 0.01 µA
典型值). 额外的 特性 包含 软-开始, 下面 电压 pro-
tection, 电流 超载 保护, 和 热的 关闭
保护. 这 部分 使用 一个 内部的 涉及 电压 的
0.5v. 它 是 推荐 至 保持 这 部分 在 关闭 直到
这 输入 电压 是 2.8v 或者 高等级的.
电路 运作
这 buck 转换器 运作 作 跟随. 在 这 第一
portion 的 各自 切换 循环, 这 控制 块 转变 在 这
内部的 PFET 转变. 这个 准许 电流 至 流动 从 这
输入 通过 这 inductor 至 这 输出 过滤 电容 和
加载. 这 inductor 限制 这 电流 至 一个 ramp 和 一个 斜度 的
(v
在
–V
输出
)/l, 用 storing 活力 在 一个 有磁性的 地方.
在 这 第二 portion 的 各自 循环, 这 控制 转变
这 PFET 转变 止, blocking 电流 流动 从 这 输入, 和
然后 转变 这 NFET 同步的 整流器 在. 这 inductor
牵引 电流 从 地面 通过 这 NFET 至 这 输出
过滤 电容 和 加载, 这个 ramps 这 inductor 电流
向下 和 一个 斜度 的 - V
输出
/l.
这 输出 过滤 stores 承担 当 这 inductor 电流 是
高, 和 releases 它 当 inductor 电流 是 低, smoothing
这 电压 横过 这 加载.
这 输出 电压 是 管制 用 调节 这 PFET
转变 在 时间 至 控制 这 平均 电流 sent 至 这 加载.
这 效应 是 完全同样的 至 sending 一个 职责-循环 modulated
rectangular 波 formed 用 这 转变 和 同步的
整流器 在 这 SW 管脚 至 一个 低-通过 过滤 formed 用 这
inductor 和 输出 过滤 电容. 这 输出 电压 是
equal 至 这 平均 电压 在 这 SW 管脚.
PWM 运作
在 PWM 运作 这 转换器 运作 作 一个 电压
模式 控制 和 输入 电压 喂养 向前. 这个 准许
这 转换器 至 达到 好的 加载 和 线条 规章制度. 这
直流 增益 的 这 电源 平台 是 均衡的 至 这 输入
电压. 至 eliminate 这个 dependence, 喂养 向前 在-
versely 均衡的 至 这 输入 电压 是 introduced.
当 在 PWM (脉冲波 宽度 调制) 模式, 这 输出
电压 是 管制 用 切换 在 一个 常量 频率
和 然后 调节 这 活力 每 循环 至 控制 电源 至
这 加载. 在 这 beginning 的 各自 时钟 循环 这 PFET
转变 是 转变 在 和 这 inductor 电流 ramps 向上 直到
这 比较器 trips 和 这 控制 逻辑 转变 止 这 转变.
这 电流 限制 比较器 能 也 转变 止 这 转变 在
情况 这 电流 限制 的 这 PFET 是 超过. 然后 这
NFET 转变 是 转变 在 和 这 inductor 电流 ramps
向下. 这 next 循环 是 initiated 用 这 时钟 turning 止 这
NFET 和 turning 在 这 pfet.
内部的 同步的 整流
当 在 PWM 模式, 这 转换器 使用 一个 内部的 NFET
作 一个 同步的 整流器 至 减少 整流器 向前 电压
漏出 和 有关联的 电源 丧失. 同步的 整流
提供 一个 重大的 改进 在 效率 whenever
这 输出 电压 是 相当地 低 对照的 至 这 电压
漏出 横过 一个 ordinary 整流器 二极管.
电流 限制的
一个 电流 限制 特性 准许 这 转换器 至 保护 它自己
和 外部 组件 在 超载 情况. PWM
模式 实现 电流 限制的 使用 一个 内部的 compara-
tor 那 trips 在 2.1a (典型值). 如果 这 输出 是 短接 至 地面
这 设备 enters 一个 安排时间 电流 限制 模式 在哪里 这 NFET
是 转变 在 为 一个 变长 持续时间 直到 这 inductor 电流
falls 在下 一个 低 门槛, ensuring inductor 电流 有
更多 时间 至 decay, 因此 阻止 runaway.
PFM 运作
在 非常 明亮的 负载, 这 转换器 enters PFM 模式 和
运作 和 减少 切换 频率 和 供应 cur-
rent 至 维持 高 效率.
这 部分 将 automatically 转变 在 PFM 模式 当
也 的 二 情况 occurs 为 一个 持续时间 的 32 或者 更多
时钟 循环:
一个: 这 inductor 电流 变为 discontinuous.
b: 这 顶峰 PMOS 转变 电流 drops 在下 这 I
模式
水平的, (典型地 I
模式
<
30 毫安 + V
在
/42
Ω
).
20180711
图示 3. 典型 PWM 运作
LP3971
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