AOZ1282CI为EZBuck™ 1.2A简单降压调节器

元器件信息   2022-11-22 09:22   501   0  

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一般说明

AOZ1282CI是一种高效、使用简单、1.2A降压调节器,具有足够的灵活性,可用于多种应用场合。AOZ1282CI工作在4.5V到36V的输入电压范围内,并提供高达1.2A的连续输出电流。输出电压可调至0.8V,450kHz的固定开关频率可减小电感尺寸。

特征

4.5V至36V工作输入电压范围;420mΩ内部NMOS;效率高达95%;内部补偿;1.2A连续输出电流;固定450kHz脉冲宽度调制操作;内部软启动;输出电压可调低至0.8V;逐周电流限制;短路保护;热关断;小型SOT33-6L。

应用

负载点DC/DC转换;机顶盒和有线调制解调器;DVD驱动器和HDD;液晶显示器和电视;电信/网络/数据通信设备。

典型应用

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订购信息

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方块图

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典型性能特征

图1的电路。TA=25°C,VIN=VEN=12V,VOUT=3.3V,除非另有规定。

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详细说明

AOZ1282CI是一个电流模式降压调节器,带有集成的高压侧NMOS开关。它在4.5V到36V的输入电压范围内工作,提供高达1.2A的负载电流。功能包括使能控制、欠压闭锁、内部软启动、输出过电压保护、过电流保护和热关机。

AOZ1282CI有SOT33-6L包装。

启用和软启动

AOZ1282CI具有内部软启动功能,以限制浪涌电流,并确保输出电压平稳上升到调节电压。当输入电压上升到高于UVLO的电压并且EN pin上的电压很高时,软启动过程开始。在软启动过程中,输出电压在典型的400微秒内逐渐变为调节电压。400微秒软启动时间在内部设置。

AOZ1282CI的EN引脚处于高激活状态。如果未使用启用功能,则将EN引脚连接至车辆识别号。将其拉至地面将禁用AOZ1282CI。不要让它开着。EN引脚上的电压必须高于1.2 V才能启用AOZ1282CI。当EN引脚上的电压低于0.4V时,AOZ1282CI被禁用。

稳态运行

在稳态条件下,变换器以固定频率和连续导通模式(CCM)工作。

AOZ1282CI集成了一个内部NMOS作为高端交换机。电感电流是通过放大漏极到高压侧功率MOSFET源极的压降来检测的。输出电压由FB引脚处的外部分压器降低。通过内部跨导误差放大器放大FB管脚电压与参考电压的差。在PWM比较器输入端,将误差电压与电感电流信号和斜坡补偿信号之和电流信号进行比较。如果电流信号小于错误电压,则内部高压侧开关接通。电感电流从输入通过电感流向输出。当电流信号超过错误电压时,高压侧开关断开。电感电流通过外部肖特基二极管自由转动以输出。

开关频率

AOZ1282CI开关频率是固定的,由内部振荡器设置。开关频率内部设置为450kHz。

输出电压编程

输出电压可以通过反馈输出到FB引脚和电阻分压网络来设置。在图1所示的应用电路中。电阻分压网络包括R1和R2。通常,设计是从选择一个固定的R2值开始,然后用下面的公式计算所需的R1。

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表1列出了最常用输出电压值的一些标准值R1和R2。

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R1和R2的组合应足够大,以避免从输出端吸取过多的电流,这将导致功率损失。

保护特性

AOZ1282CI具有多重保护功能,可防止在异常情况下损坏系统电路。

过电流保护(OCP)

感应电感电流信号也用于过电流保护。

逐周电流限制阈值设置为正常值1.9A。当负载电流达到电流限制阈值时,逐周电流限制电路立即关闭高压侧开关以终止当前占空比。感应器电流停止上升。逐周限流保护直接限制电感峰值电流。由于峰值电感电流的限制,平均电感电流也受到限制。当触发逐周电流限制电路时,输出电压随着占空比的降低而下降。

AOZ1282CI具有内部短路保护,以防止在输出短路条件下发生灾难性故障。FB引脚电压与输出电压成正比。当FB引脚电压低于0.2V时,触发短路保护电路。结果,变矩器关闭并打嗝。一旦短路情况消失,变频器将通过软启动启动。在短路保护模式下,电感平均电流大大降低。

欠压锁定(UVLO)

UVLO电路监测输入电压。当输入电压超过2.9V时,变频器开始工作。当输入电压低于2.3V时,变频器将停止切换。

热保护

内部温度传感器监测接头温度。当结温超过150℃时,关闭内控电路和高压侧NMOS,当结温降至110℃时,调节器在软启动电路的控制下自动重启。

应用程序信息

基本的AOZ1282CI应用电路如图1所示。部件选择说明如下。

输入电容器

输入电容器必须连接到AOZ1282CI的VIN引脚和PGND引脚,以保持稳定的输入电压并过滤掉脉冲输入电流。输入电容器的额定电压必须大于最大输入电压加纹波电压。

输入纹波电压可由下式近似:

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由于buck变换器的输入电流是不连续的,因此在选择电容器时,输入电容器上的电流应力是另一个需要考虑的问题。对于降压电路,输入电容电流的均方根值可通过以下公式计算:

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如果我们让m等于转换比:

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计算输入电容器均方根电流与电压转换率之间的关系,如图2所示。可以看出,当V为V的一半时,C的电流应力最大。CIN的最大电流应力为0.5x IO。

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为了可靠运行和最佳性能,输入电容器必须在最坏的工作条件下具有高于I的额定电流。陶瓷电容器由于其低ESR和高纹波电流额定值而成为输入电容器的首选。根据应用电路的不同,也可以使用其他低ESR钽电容器或铝电解电容器。在选择陶瓷电容器时,X5R或X7R型介电陶瓷电容器因其更好的温度和电压特性而成为首选。注意,电容器制造商的纹波电流额定值基于一定的使用寿命。实际设计要求可能需要进一步降低额定值。

感应器

电感器是用来提供恒定的电流输出时,它是由一个开关电压驱动。对于给定的输入和输出电压,电感和开关频率共同决定了电感纹波电流,即:

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电感电流峰值为:

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高电感提供低电感纹波电流,但需要较大尺寸的电感以避免饱和。低纹波电流降低电感铁心损耗。它还降低了通过电感和开关的均方根电流,从而减少了传导损耗。

选择电感器时,确保即使在最高工作温度下也能处理峰值电流而不饱和。

电感接受降压电路中的最高电流。电感器上的传导损耗需要检查是否符合热效率要求。

Coilcraft、Elytone和Murata提供不同形状和样式的表面贴装感应器。屏蔽电感体积小,辐射电磁干扰小。但它们的价格比无屏蔽电感器还高。选择取决于电磁干扰要求、价格和尺寸。

输出电容器

根据直流输出电压额定值、输出纹波电压规格和纹波电流额定值选择输出电容器。

所选输出电容器的额定电压规格必须高于最大期望输出电压(包括纹波)。长期可靠性需要考虑降级。

输出纹波电压规格是选择输出电容器的另一个重要因素。在buck变换器电路中,输出纹波电压由电感值、开关频率、输出电容值和ESR决定。可通过以下公式计算:

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其中,C为输出电容值,且ESR是输出电容器的等效串联电阻。

当采用低ESR陶瓷电容器作为输出电容器时,电容器在开关频率下的阻抗占主导地位。输出纹波主要由电容值和电感纹波电流引起。输出纹波电压计算可以简化为:

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当开关频率的ESR阻抗占主导地位时,输出纹波电压主要由电容ESR和电感纹波电流决定。输出纹波电压计算可进一步简化为:

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对于整个工作温度范围内较低的输出纹波电压,X5R或X7R介质型陶瓷或其他低ESR钽电容器或铝电解电容器也可用作输出电容器。

在buck变换器中,输出电容电流是连续的。输出电容器的均方根电流由电感的峰间纹波电流决定。计算公式为:

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通常,由于低电流应力,输出电容器的纹波电流额定值是一个较小的问题。当降压电感选择很小,电感纹波电流较大时,输出电容会产生过应力。

肖特基二极管选择

当高压侧NMOS开关关闭时,外部自由转动二极管向电感提供电流。为了降低二极管正向压降和恢复损耗,建议采用肖特基二极管。所选肖特基二极管的最大反向电压额定值应大于最大输入电压,电流额定值应大于最大负载电流。

热管理和布局考虑

在AOZ1282CI降压调节器电路中,高脉冲电流流过两个电路回路。第一个回路从输入电容开始,到车辆识别号引脚,到LX引脚,到滤波电感,到输出电容和负载,然后通过接地返回到输入电容。当高压侧开关接通时,电流在第一个回路中流动。第二个回路从电感开始,到输出电容和负载,到肖特基二极管的阳极,到肖特基二极管的阴极。当低压侧二极管打开时,电流在第二个回路中流动。

在PCB版图中,最小化两个回路的面积可以降低电路的噪声,提高效率。强烈建议使用接地板连接AOZ1282CI的输入电容器、输出电容器和PGND引脚。

在AOZ1282CI降压稳压器电路中,主要的功耗元件是AOZ1282CI、肖特基二极管和输出电感。变换器电路的总功耗可以用输入功率减去输出功率来测量。

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肖特基的功耗可近似为:

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其中,VFW_Schottky是肖特基二极管正向压降。

电感的功耗可以近似为由电感的输出电流和DCR计算。

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实际结温可以通过AOZ1282CI中的功耗和结到环境的热阻抗来计算。

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AOZ1282CI的最高结温为150℃,这限制了最大负载电流能力。

AOZ1282CI的热性能受PCB版图的影响很大。在设计过程中,用户应格外小心,以确保集成电路在推荐的环境条件下工作。

为了获得最佳的电气和热性能,下面列出了一些布局提示。

1、输入电容器应尽可能靠近车辆识别号引脚和接地引脚。

2、感应器应尽可能靠近LX引脚和输出电容器。

3、使肖特基二极管在LX引脚和GND引脚之间的连接尽可能短和宽。

4、将反馈电阻和补偿元件尽可能靠近芯片。

5、保持敏感的信号轨迹远离LX引脚。

6、在车辆识别号引脚、LX引脚,特别是GND引脚上注入最大的铜区域,以帮助散热。

7、在所有未使用的电路板区域上放置一个铜平面,并将该平面连接到稳定的直流节点,如VIN、GND或VOUT。

包装尺寸,SOT33-6

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笔记:

1、包体尺寸不包括模具飞边和浇口毛刺。非铅侧的模具闪光应小于5 mils。

2、尺寸“L”在仪表平面内测量。

3、公差±0.100 mm(4 mil),除非另有规定。

4、接自JEDEC MO-178C和MO-193C。

5、控制尺寸为毫米。换算的英寸尺寸不一定准确。

胶带和卷盘尺寸,SOT33-6

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零件标记

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生活保障政策

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如本文所用:

一。生命支持设备或系统是设备或2。生命系统的任何部件中的一个关键部件,其(A)用于外科植入支架、装置或系统,其不能执行的功能可以是身体,或(b)支持或维持生命,以及(c)当按照支持装置正确使用时,其被合理地预期会导致生命不能执行或系统,或影响其安全性或使用说明书中提供的标签,可以是有效的。




















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