电源系统——DCDC降压变换器设计步骤

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前言

DCDC降压变换器设计步骤总结

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一、需求是什么

以抛弃式声速仪充电电路为例
需求提炼：24V输入，5V1.5A输出

二、设计步骤

1.选择开关电源转换器

D=V_o/V_IN
开关最小额定值电压V_IN（高20%）
开关最小额定值电流I_o×（1-D）（至少等于，最好两倍于）
根据最小额定值选择一款开关电源转换器，并根据转换器确定开关频率

根据需求选择LM2596作为开关控制器
LM2596：3.3V、5V、12V 和可调输出版本
输出负载电流为 3A（Io电流，不是开关电流）
输入电压范围高达 40V
150kHz 固定频率内部振荡器

其余参数请参照芯片数据手册

2.电感选型

（1）对于降压变换器，需要从Vin_max开始设计电感
（2）降压变化期占空比D=Vo/Vin=5/24=0.208（最好在20%~80%之间）
（3）周期为1/f=1/150kHz=6.67us
（4）关断时间T_off为（1-D）T=（1-0.208）6.67=5.283
（5）伏秒积（用关断时间算）为VoT_off=55.283=26.417
（6）r取值0.3-0.4，这里取r为0.3，则LI=ET/r=VoT_off/r=88.05uH·A
（7）这里负载为1.5A，I_L=Io=1.5A
（8）因此，需要L=58.7uH
（9）电感电流额定值必须不小于（1+r/2）I