士兰微 400KHz 2A降压型DC-DC转换器 说明书

电感选择
当输出电流较大时，转换器工作在连续电流模式，即电 感电流连续，不会降至 0。电感的取值会影响到电感电流的纹 波，两者之间的关系由下式确定。
L = VO ⋅(VI − VO ) 。 VI ⋅ fS ⋅ ΔI
其中，VI 是输入电压， VO 是输出电压， fS 是开关频率， ΔI 是电感电流纹波的峰－峰值。通
⋅ fZ1
。
当需要补偿电容 Cc2 时，Cc2 的值由下式确定：
CC2
=
ESR ⋅ CO RC
。
典型应用电路图
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版本号：1.0 2008.09.26 共8页 第7页
封装外形图
SOP-8-225-1.27
SD46520
UNIT: mm
常选择 ΔI 不超过最大输出电流的 30％，以此来确定电感的取值。
同时，还必须满足电感电流的峰值不能超过 2.4A 电流限制值的条件。电感电流的峰值由下式 确定。
ILMAX
= IO
+
1 2
⋅
ΔIL
= IO
+
1 2
⋅
VO ⋅(VI − VO ) VI ⋅ fS ⋅L
。
输入电容选择
降压性DC-DC的输入电流是不连续的，需要在输入端添加输入电容CI保持输入电压的稳定。 输入电容必须是低ESR的电容类型。最好是陶瓷电容，钽电容或低ESR的电解电容也可以。输入 电容值必须大于 10uF。
版本号：1.0 2008.09.26 共8页 第1页
内部框图
SD46520
极限参数
参数 输入电压 开关电压 自举电压 反馈电压 使能端电压 补偿端电压 结温 引脚温度 存储温度
符号 VIN VSW VBS VFB VEN VCOMP Tj TL Tstg
参数范围 20
-1~VIN+1 VSW+6 -0.3~6 -0.3~6 -0.3~6
使能控制
使能端 EN 兼负使能以及欠压锁定两个功能。EN 电压小于 1V 时，芯片关闭；当 EN 电压大 于 1V 且小于 2.495V 时，芯片使能，但是 COMP 被下拉到地，开关不工作，此时为欠压锁定状 态；当 EN 电压大于 2.495V 时，芯片进入正常工作状态。
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按以下步骤确定补偿网络的元器件取值。
先根据选定的单位增益带宽fC，确定补偿电阻Rc的值。由下式确定：
RC
=
2π⋅ CO ⋅ VO ⋅ fC GEA ⋅ GCS ⋅ VFB
。
其次，取零点 Z1 为单位增益带宽的 1/5~1/4 左右，来确定补偿电容 Cc1 的值，由下式确定：
CC1
=
1 2π⋅ R C
Av Gm fs
fsshort
Dmax Dmin VEN IENPUP VUVLO VUVLOH IIN1 IIN2 TOT
ΔIC=±10μA
VFB=0V VFB=1.0V VFB=1.5V ICC>100μA VEN=0V
VEN≤0.4V VEN≥2.6V;VFB=1.4V
最小值 典型值 最大值 单位
fP1
=
1 2π⋅ R OEA
⋅ CC1 ，其中 ROEA
=
A VEA GEA
， GEA
为误差放大器的跨导，770uA/V。
二是输出电容与负载电阻形成的极点 P2，由下式确定：
fP2
=
1 2π⋅ RL
⋅ CO
。
控制系统还有一个主要的零点。是补偿电容 Cc1 与补偿电阻 Rc 形成的零点 Z1，由下式确 定：
产品规格分类
产 品 封 装 形 式 打印 SD46520 SOP-8-225-1.27 SD46520
应用
* 分布电源系统 * 电池充电器 * TFT LCD 显示器（TFT LCD
Monitors） * 便携式 DVD（Portable DVDs） * 机顶盒（Set-Top Boxes）
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MOS电路操作注意事项：
静电在很多地方都会产生，采取下面的预防措施，可以有效防止MOS电路由于受静电放电影 响而引起的损坏：
• 操作人员要通过防静电腕带接地。 • 设备外壳必须接地。 • 装配过程中使用的工具必须接地。 • 必须采用导体包装或抗静电材料包装或运输。
注：士兰保留说明书的更改权，恕不另行通知！产品提升永无止境，我公司将竭诚为客户提供更优秀的产品！
SD46520
续流二极管选择
选择肖特基二极管来作为续流二极管，可以减小二极管正向压降引起的效率损失。同时，肖 特基二极管的最大电流必须大于 2.4A 的电流限制值。
补偿网络
COMP 管脚外接的电阻电容补偿网络保证了控制 环路的稳定性，补偿网络如右图所示。
控制环路的直流增益为：
A VDC
=
VFB VO
2.5
3
μA
2.37 2.495 2.62 V
--
210
--
mV
--
23
36 μA
--
3
3.5 mA
--
180
--
°C
管脚排列图
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SD46520
管脚描述
管脚号 管脚名称 I/O
输入电压 开关管导通电阻 续流管导通电阻 开关管漏电流 电流限制 电流限制增益 输出电流比上 COMP 端 电压
VFB
VIN RONH RONL ILEAK ILIM
GCS
4.75≤VIN≤18V VCOMP<2V
VEN=0V; VSW=0V
误差放大器电压增益 误差放大器跨导 振荡频率 短路频率 最大占空比 最小占空比 使能阈值电压 使能端上拉电流 欠压保护阈值电压 欠压保护阈值迟滞电压 负载电流（静态） 负载电流（工作） 过温保护
SOP-8-225-1.27
主要特点
* 2A 的输出电流 * 0.2Ω的内置功率 MOSFET * 低 ESR 陶瓷的输出电容下稳定 * 最高 95％的转换效率 * shutdown 模式 * 400kHz 的固定开关频率 * 过温保护 * 每周期的过流保护 * 4.75－18V 的输入电压范围 * 1.22－16V 的输出电压范围 * 欠压保护值可编程控制
fZ1
=
1 2π⋅ R C
⋅ CC1
。
当输出电容 ESR 较大时，将引入另一个零点，是输出电容与 ESR 形成的零点 Z2，由下式确 定：
fZ2
=
1 2π⋅ESR ⋅CO
。
此时需要增加补偿电容 Cc2 与补偿电阻 Rc 形成极点 P3 来补偿该零点，该极点由下式确定：
fP3
=
1 2π⋅RC ⋅ CC2
输出电容选择
输出电容CO的选择由输出电压的纹波要求决定。输出电压的纹波由下式确定。
ΔVO
=
ΔIL
(ESR
+
⋅1 8fS ⋅CO
)。
其中， ΔVO 为输出电压纹波， ΔIL 为电感电流纹波，ESR 为输出电容等效串联电阻。
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版本号：1.0 2008.09.26 共8页 第5页
控制系统的单位增益带宽fC是很重要的一个参数。过高的fC会导致系统的不稳定；过低的fC会 减慢系统的瞬态响应。一般取fC为开关频率fS的 1/8~1/10 左右。
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SD46520
⋅ A VEA
⋅ GCS
⋅RL
其中， VFB 为反馈电压，1.22V； VO 为设置的输
出电压； AVEA 为误差放大器的电压增益，400V/V； GCS 为电流采样的跨导（约等于输出电流除
以 COMP 端电压），1.95A/V；IL 为负载电阻。
控制系统有两个主要的极点。 一是补偿电容 Cc1 与误差放大器输出阻抗形成的极点 P1，由下式确定：
150 260 -65~150
单位 V V V V V V °C °C °C
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版本号：1.0 2008.09.26 共8页 第2页
SD46520
电气参数（除非特别说明，VIN=12V，Tamb=25°C）
参数
符号
测试条件
反馈电压
SD46520
400KHz 2A降压型DC-DC转换器
描述
SD46520是降压型、PWM控制、功率开关内置的电源 转换器。在宽广的输入电压范围内，输出电流能达到2A， 负载调整率和线性调整率极好。
电流模式能提供快速的瞬态响应，环路稳定性设计简 单。
包括每周期的电流限制和过温保护。在shutdown状态 下，芯片负载电流仅为23μA。
管脚功能
自举管脚。
1
BS
I/O 外接 10nF 电容到 SW 管脚。
2
IN
I 输入电源。
开关管脚。
3
SW
I/O 外接电感。
4
GND
G 地。
5
FB
I 反馈电压输入管脚。
6
COMP
I/O 补偿管脚。
7
EN
I 使能输入管脚。
8
NC
I 空脚。外部悬空。
功能描述
SD46520 是电流模式的 PWM 控制的 DC-DC 转换器芯片。工作过程如下所述。 刚开始工作时，开关管截止，内部续流管导通，SW 接到地，5V 电压通过内部肖特基二极管 对外部 BS 与 SW 之间的自举电容充电，自举电容两端的电压作为开关管驱动部分的电源电压，以 保证开关管能正常工作。 当自举电容两端电压超过开关管的阈值电压时，控制环路开始正常工作。400kHz 时钟的上升 沿对 RS 触发器置位，开关管导通，输入电压通过电感连接到输出电容，电感电流线性增加，同时 对输出电容充电。电感中的电流经过电流采样放大器的采样、放大，叠加斜率补偿信号后与误差 放大器的输出电压进行比较。当前者大于后者时，RS 触发器复位；如果前者一直小于后者，时钟 的下降沿将对 RS 触发器复位。RS 触发器复位后，开关管截止，续流管导通，同时外部的肖特基 二极管也导通续流，并且承载了绝大部分电感电流，电感电流线性减小。下一个时钟的上升沿到 来，重新对 RS 触发器置位，开关管导通，如此循环，将输出电容上的电压充至设置的输出电压。 COMP 端电压是 FB 反馈电压与 1.22V 的基准电压之间电压差的积分。该电压与电感电流的 峰值呈线性关系，电感电流随着 COMP 电压升高而升高，输出电流也随着 COMP 电压升高而升 高。当 COMP 电压升至高钳位电压点 2.3V 时，输出电流达到限流点。
版本号：1.0 2008.09.26 共8页 第4页
SD46520
短路保护 当输出电压被短路到地时，FB 反馈电压也被下拉到地，振荡频率将由正常工作时的 400kHz
降至 50kHz，降低了电感电流的平均值，即降低了短路到地的输出电流值。
应用说明
输出电压设置
如右图所示，输出电压由反馈电阻网络 R1、R2 的比值 决 定 。 一 般 取 R2 ＝ 10KΩ ， R1 由 下 式 确 定 ： R1=R2.(VO/1.22-1)。
1.220 1.244 1.268 V
4.75
18
V
--
0.2
--
Ω
--
10
--
Ω
--
0
10 μA
2.4 2.85 3.3
A
--
1.95
-- A/V
--
400
-- V/V
500 770 1100 μΩ
360 400 440 KHz
46
58
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ70 KHz
--
90
--
%
--
--
5
%
0.7
1.0
1.3
V
1.5