1、DC-DC Power Training主 講：吳緒宇日 期：2011.7.25主要內容：Buck 工作原理 RT8120A&APW7165/APW8720&UP1503/UP1529 介紹基本功能和保護 補償原理RT8807&UP1610&APW7088 介紹基本功能和保護 補償原理The endBuck 工作原理S1S2LCS1VaIQIdIc0A0AIoVaIL0AIcILIdIQIoS1S2LCS1VaIQIdIc0A0AIoVaVinVinVin+ VgsIoIL0AICILIdIQIo5V/12VS1 onBuck 工作原理S1S2LCS1VaIQIdIc0A0AIoVaVinVi

2、nVin+ VgsIoIL0AICILIdIoBuck 工作原理Ug onBuck變換器計算公式電感紋波電流當S1 導通; S2 關閉 當S1關閉；S2導通電感 輸出電壓紋波占空比電感電流 標準 Buck vs. 同步 BuckS1S2LCVaILS1LCVaILS2S1Is2VinIL0AS1VinIL0AS2Is2標準 Buck (0.5A)同步 Buck (0.5A)1A0.5A0.5AIs20A0A標準 Buck vs. 同步BuckS1S2LCVaILS1LCVaILS2S1Is2VinIL0A2AS1Vin2AS2Is2Is2Is2標準 Buck (2A)同步 Buck (2A)2

3、A2AIL0AS1S2LCVaIL標準 Buck vs. 同步BuckS1LCVaILS2S1Is2VinIL0A5AS1VinIL0A5AS2Is2Is2Is2標準 Buck (5A)同步 Buck (5A)5A5A補償環路對地補償2022/9/1414Gain 補償環路Type II 補償解析電容高ESR*C1k 10k100k1M-35db0db20KGain-40db/dec-20db/dec1k 10k100k1M-90020K-180PhaseVoType IIR1R2C1C2FREQUENCY 擺放位置計算公式電容低 ESR*C1k 10k100k1M-90020K-1801k

4、10k100k1M-35db0db20KGain-40db/dec-20db/decPhaseVoType III補償Type IIIGM 放大器補償RT8120A&APW7165/APW8720&UP1503/UP1529 介紹基本描述：RT8120&AP7165/APW8720&UP1503/UP1529為單phase的同步降壓控制器，可驅動雙N-MOSFET, 內部參考電壓0.8V或者0.6V，頻率可調到300KHZ,具有高精度、高性能、可調輸出電壓功能，外部補償，周邊器件簡單。特性：輸入電壓為4.5v-13.2v；內置升壓二極管；0.6 or 0.8內部參考電壓；短路保護和打嗝技術；工

5、作頻率可調；內部軟啟動功能；MOSFET Rdson過流保護偵測功能；具有EN控制功能；驅動雙N-MOS;D 0%90%快速反應功能；外部電壓控制環路；UVP、OVP保護功能SOP-8 PACKAGESPin 圖RT8120A&APW7165/APW8720&UP1503/UP1529 介紹APW7165/APW8720RT8120UP1503UP1529RT8120功能方框圖典型應用原理圖Internal Soft-Start ControlInternal VDDVCCVINLGATEUGATEInternal SSVoutInternal ENCOMPT0T1T2T3T4PORUVLOO

6、CSETOCSET ChargingEnable Threshold=0.55VBulk 輸入電容 Voltage De-rating例如 Sanyo 16SVPC270M 270uF/4070mA/16VI(ripple)=4070mA ,Temperature Multiplier is 1.7 at 85 degree C.Icap (3P) =4*1.7*3=20.4 15.43(Icap(rms) ) 3pcs input capIcap(4P)=4*1.7*2=13.612.37A(Icap(rms) 2pcs input capBulk 輸入電容D=0.1 ，(D=1.2/12)

7、 , Imax=101A舉例: PWM (High, Low Side MOS) 損耗MOS Switching LossesQuiz: Why？MOS Switching lossMOS FET 寄生電容Qg Trising/TfailingMOS 導通損耗High, Low Side MOS開關損耗例如: Rjc Rcs RsaJunction - Case - heatsink -Ambient輸出濾波電感開關頻率最大輸出紋波電流總的輸出電容的內阻輸出電容的容值最大輸出電流電壓變化VESRVCVESLVO電流變化IOILIC輸出電感濾波輸出電感結合最大最小值，我們選擇電感量為 0.6uH

8、例如:輸出電感1.電壓掉下來的差可以通過以下的公式計算:輸出電容CAP. CategoryCountsESR (m ohm)ESL(nH)EL Cap.NCC 3300uF/6.3V5122.7PANASONIC 1800uF/6.3V2122.7DecouplingCap.SP-CAP PANNSONIC 100uF/2V197.0167MLCC,10u/10V/Y5V,1206141000.97722. 添加壓差到 VRM: 輕載設定值為 1.38V，重載設定值為 1.289V Just for referenceJust for reference輕重載變換Vout (max)=1.45

9、V ；Vout (min)=1.234V1.289V1.38V特性和溫度頻率的關系TemperatureincreaseFrequencyincreaseESRCapacitanceDissipationFactor (tan d)Leakage Current UP1610&RT8807&APW7088介紹基本描述： UP1610&RT8807&APW7088是一個雙phase同步降壓轉化控制器，可提供輸出電流最大為60A的控制電路。內置升壓二極管，具有內部參考電壓和外部電壓參考功能。參考電壓為0.6V,內部提供一組5V20mA的電源，可工作在單雙phase模式。特性：輸入電壓4.513.2

10、V可設置外部參考和內部參考電壓0.6V;支持單雙通道；提供5V20mA的輸出電源；簡單的電壓控制回路；內置升壓二極管；DCR電流偵測；頻率可從50KHZ1MHZ 每phase；外部補償；可調OCP,SS;VQFN4X4-24L packagePin 圖RT8807UP1610APW7088UP1610&RT8807&APW7088介紹UP1610&RT8807&APW7088參數對比參數UP1610APW7088RT8807Input Voltage4.5V-13.2V8V-12V5V-12VInternal Reference0.6V和外部參考yesyesyesSupport Single- and Two- Phase Operationyesyesyes5VCC with 20mA Output Current CapabilityyesyesyesVoltage-Mode Controlyesyesyes12V Bootstrapped Drivers with InternalBootstrap DiodeyesyesyesDCR Current SensingyesyesyesAdjustable Operation Freq