基于 ISL6526 和 ISL6527 PWM 控制器的嵌入式 DC - DC 轉(zhuǎn)換器設(shè)計

在電子設(shè)備的電源設(shè)計中，DC - DC 轉(zhuǎn)換器是實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換和功率控制的關(guān)鍵組件。今天我們就來深入探討一下基于 ISL6526 和 ISL6527 PWM 控制器的嵌入式 DC - DC 轉(zhuǎn)換器。

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一、ISL6526 和 ISL6527 概述

ISL6526 和 ISL6527 這兩款 IC 專為低電壓、高功率應(yīng)用提供電源控制和保護。它們可以在 3.3V 至 5V 的偏置電壓下工作，內(nèi)部集成了高性能誤差放大器、高精度參考源、固定的 300kHz 或 600kHz 內(nèi)部振蕩器、過流保護電路以及兩個用于同步整流降壓轉(zhuǎn)換器的 MOSFET 驅(qū)動器。這兩款芯片都能在 DC - DC 轉(zhuǎn)換器吸收電流時調(diào)節(jié)輸出電壓，而且 ISL6527 還支持使用外部參考源。它們采用小型的 14 引腳 SOIC 或 16 引腳 5x5[mm] MLFP 封裝，詳細信息可在各自的數(shù)據(jù)手冊中找到。

二、參考設(shè)計

評估板選擇

評估板特點

ISL6526EVAL1 板搭載 ISL6526CB，并附帶 ISL6526ACB 樣品，更換控制器即可對 ISL6526ACB 進行評估。ISL6527EVAL1 同理。而 ISL6526EVAL2 和 ISL6527EVAL2 無需任何修改即可直接進行評估。所有評估板都采用相同的輸出濾波器、補償組件和 MOSFET，輸出配置為 2.5V，最大負載 5A。ISL6526 評估板輸出固定，ISL6527 評估板則可通過電位器將輸出電壓從 0.75V 調(diào)節(jié)到 3.0V。

三、快速啟動評估

評估板開箱即用，可接受 3.3V 至 5V 的標準電源輸入電壓，通過外部負載來測試輸出。板上設(shè)有引入電源和從穩(wěn)壓輸出端汲取電流的接口，還有三個測試點，可實現(xiàn)與 ISL6526 和 ISL6527 的 CPVOUT(TP3) 和 CT1(TP1) 引腳的開爾文連接，ISL6526 的 ENABLE 引腳和 ISL6527 的 REF_IN 引腳可從 TP2 進行探測。

四、推薦測試設(shè)備

為了測試 ISL6526 或 ISL6527 的功能，建議使用以下設(shè)備：

1. 可調(diào) 0 - 5V、5A 能力的臺式電源
2. 電子負載
3. 帶探頭的四通道示波器
4. 精密數(shù)字萬用表

五、電源和負載連接

輸入電壓連接

將可調(diào)臺式電源的正極連接到 3.3V 接口 (J1)，負極連接到 GND 接口 (J2)。

輸出負載 - 源電流連接

將負載的正極連接到 VOUT 接口 (J3)，負極連接到 GND 接口 (J4)。

輸出負載 - 吸收電流連接

需要注意的是，負載的返回端必須浮空。將負載的正極連接到 3.3V 接口 (J1)，負極連接到 VOUT 接口 (J3)，以觀察調(diào)節(jié)器吸收電流時的輸出情況。

六、啟動和關(guān)機

啟動方式

有兩種啟動方式。第一種是給 IC 上電，當(dāng)輸入電壓達到上電復(fù)位 (POR) 閾值后，軟啟動功能可使輸出電壓受控上升。第二種是使用 Enable/Shutdown 功能，將 ISL6526 的 ENABLE 引腳或 ISL6527 的 OCSET/SD 引腳拉低至 0.8V 以下，可禁用調(diào)節(jié)器，釋放該引腳則可啟動調(diào)節(jié)器。

關(guān)機方式

將 OCSET/SD 引腳或 ENABLE 引腳拉低并保持在 0.8V 以下，調(diào)節(jié)器將關(guān)閉，MOSFET 柵極立即拉低。

七、ISL6527 輸入?yún)⒖?/h2>

ISL6527 的一個顯著特點是其用于調(diào)節(jié)輸出的參考源來自外部，這使得轉(zhuǎn)換器能夠以任意期望的比例跟蹤另一個調(diào)節(jié)器的輸出，或者放大小信號。

八、紋波電壓和瞬態(tài)性能

紋波電壓

圖中展示了 ISL6526 和 ISL6527 在 300kHz 或 600kHz 運行時的輸出紋波電壓。

瞬態(tài)性能

分別給出了源瞬態(tài)和吸收瞬態(tài)負載下輸出的響應(yīng)情況。

九、無損輸出電壓下垂

下垂是指輸出電壓的有意下降，與輸出電流成正比。采用下垂技術(shù)可以利用靜態(tài)調(diào)節(jié)要求，擴大瞬態(tài)邊緣輸出偏移的可用裕量，從而改善動態(tài)調(diào)節(jié)。在 ISL6526/27 評估板上雖未設(shè)置實現(xiàn)下垂的組件，但在實際設(shè)計中，若需要實現(xiàn)下垂，可通過在輸出電感兩端放置 RC 低通濾波器來實現(xiàn)，該濾波器的時間常數(shù)應(yīng)與輸出電感及其對應(yīng)的直流電阻的時間常數(shù)相等或非常接近。

十、效率

ISL6526 和 ISL6527 調(diào)節(jié)器可實現(xiàn)高效系統(tǒng)，評估板的效率如圖所示，轉(zhuǎn)換器在吸收和源電流時的效率相同。

十一、總結(jié)

ISL6526 和 ISL6527 是多功能的 PWM 控制器，使用這兩款 IC 可以實現(xiàn)緊湊且高效的調(diào)節(jié)器。它們的小尺寸和豐富的功能使其成為許多低電壓電源解決方案的理想選擇。

大家在實際設(shè)計中，是否遇到過類似芯片在使用過程中的一些特殊問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。