CN216564935U - 一种低噪声电源芯片设计电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种低噪声电源芯片设计电路，包括控制芯片组、输入模组、输出模组，所述的输入模组通过电容、二极管与控制芯片组的输入VIN引脚之间相连，同时所述的输入模组包括电容C1～C5、电感L1、二极管V1、V3，其中输入模组的二极管V1、V3输入端连接有48v直接供电，所述的控制芯片组输出端引脚与输出模组之间相连，所述的输出模组内包括电容C7、C173、电感L2、位号LB1、电阻R2、R3，所述的输出模组中经过位号LB1后输出6.5V直接电压。本实用新型所述的低噪声电源芯片设计电路，基于LT8646S提供外部补偿，在高开关频率下具有均流和快速瞬态响应性能，快速、干净、低过冲开关边沿即使在高开关频率下也可以实现高效率工作，从而提供小型整体解决方案。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流功率输入输出转换技术，尤其是指一种低噪声电源芯片设计电路。
背景技术
现有技术中，通常的直流电压转换(包括升压转换和降低变换)电路的电路拓扑可以看出，非同步电压转换电路使用二极管整流，体积较大且整流效率较低，而且二极管的通态电阻较大，整流器的电能消耗较大，致使整个电压转换电路的效率较低。而同步电压转换电路使用MOS管代替二极管进行整流，虽然能降低整流器的电能消耗，提高整个电压转换电路的效率，但是其控制策略复杂，系统可靠性不高。
实用新型内容
为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中转换电路效率较低且其控制策略复杂，系统可靠性不高的问题，从而提供一种带有较强控制芯片组的低噪声电源芯片设计电路。
为解决上述技术问题，本实用新型的一种低噪声电源芯片设计电路，包括控制芯片组、输入模组、输出模组，所述的输入模组通过电容、二极管与控制芯片组的输入VIN引脚之间相连，同时所述的输入模组包括电容C1～C5、电感L1、二极管V1、V3，其中输入模组的二极管V1、V3输入端连接有48v直接供电，所述的控制芯片组输出端引脚与输出模组之间相连，所述的输出模组内包括电容C7、C173、电感L2、位号LB1、电阻R2、R3，所述的输出模组中经过位号LB1后输出6.5V直接电压。
在本实用新型的一个实施例中，所述的控制芯片组采用的是LT8645S，且可调及可同步频率范围为200kHz～2.2MHz，以及IQ调节电压为12VIN～3.3VOUT。
在本实用新型的一个实施例中，所述的电容C1～C5、C7、C173为去耦电容，且电容C1～C5和电感L1都是对输入的48V进行去耦滤波。
在本实用新型的一个实施例中，所述的电感L1串联于电容C1和电容C2之间。
在本实用新型的一个实施例中，所述的二极管V1选用的瞬态抑制二极管。
在本实用新型的一个实施例中，所述的二极管V3整流后输出与电容C1之间相连。
在本实用新型的一个实施例中，所述的位号LB1为电源滤波器，所述的位号LB1输入端经电感L2与控制芯片组相连，同时电源滤波输出端输出设定电压。
在本实用新型的一个实施例中，所述的电阻R2、R3决定了输出电压值，输出电压按下式计算：
fsw＝46.5/(RT+5.2)，RT is kΩ，fsw is MHz；
L＝(VOUT+Vsw(BOT)/fsw)x0.4，Vsw(BOT)＝0.2V。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本实用新型所述的低噪声电源芯片设计电路，基于LT8646S提供外部补偿，在高开关频率下具有均流和快速瞬态响应性能，快速、干净、低过冲开关边沿即使在高开关频率下也可以实现高效率工作，从而提供小型整体解决方案；具有40ns最短导通时间的峰值电流模式控制，即使在高开关频率下也支持高降压比。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型低噪声电源芯片设计电路的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供一种低噪声电源芯片设计电路，包括控制芯片组、输入模组、输出模组，所述的输入模组通过电容、二极管与控制芯片组的输入VIN引脚之间相连，同时所述的输入模组包括电容C1～C5、电感L1、二极管V1、V3，其中输入模组的二极管V1、V3输入端连接有48v直接供电，所述的控制芯片组输出端引脚与输出模组之间相连，所述的输出模组内包括电容C7、C173、电感L2、位号LB1、电阻R2、R3，所述的输出模组中经过位号LB1后输出6.5V直接电压。
所述的控制芯片组采用的是LT8645S，且可调及可同步频率范围为200kHz～2.2MHz，以及IQ调节电压为12VIN～3.3VOUT。
进一步地，其中控制芯片组为ADI公司的LT8645S。该芯片的特点：
◆Silent 
2架构
●在任何PCB上具有超低EMI辐射
●可消除PCB布局敏感性
●内部旁路电容可降低辐射EMI
·可任选的扩展频谱调制
◆高频高效率
●高达95％效率(1MHz，12VIN至5VOUT时)
●高达94％效率(2MHz，12VIN至5VOUT时)
◆宽输入电压范围：3.4V至65V
◆超低静态电流突发模式工作
·2.5μA(IQ调节电压：12VIN至3.3VOUT)(LT8645S)
·输出纹波<10mVP-P
◆外部补偿：快速瞬态响应和均流(LT8646S)
◆最短快速导通时间：40ns
◆所有条件下均具有低压差：60mV(1A)
◆可调及可同步频率范围：200kHz至2.2MHz
◆峰值电流工作模式
◆输出软启动和跟踪
◆32引脚6mm×4mm小型LQFN封装
◆通过AEC-Q100汽车应用认证
采用的LT8645S拥有第二代超低噪声开关稳压器架构，较大程度地降低了EMI辐射，同时在高开关频率下提供高效率。其中包含集成旁路电容以优化内部所有快速电流环，并通过消除布局敏感性轻松实现宣传的EMI性能。
突发工作模式(Burst 
)可实现超低待机功耗，跳脉冲模式在较低输出负载下支持全开关频率，或扩频操作可进一步降低EMI辐射。
进一步地，LT8645S的EN/UV管脚为芯片的可编程使能脚，当它为高电平时芯片工作。由于输入电压Vin为48V，设计时使用R141和R142电阻对Vin分压后在接到EN/UV管脚；
RT管脚外接不同的电阻R1可设置不同的开关频率，具体见下电阻与开关频率对照表：
而低EMI的扩频降压方式中将SYNV/MODE管脚与INTVCC连接即可。
所述的电容C1～C5、C7、C173为去耦电容，且电容C1～C5和电感L1都是对输入的48V进行去耦滤波，对前级开关电源或长线传输时产生或耦合的高频和低频的噪声进行抑制。
所述的电感L1串联于电容C1和电容C2之间。
所述的二极管V1选用的瞬态抑制二极管(TVS)。当TVS二极管的两极受到反向·瞬态高能量冲击时，它能以10-12秒量级的速度，将两极间的高阻变为低阻，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两级间钳位于一个固定值，有效的保护LT8645S。
所述的二极管V3整流后输出与电容C1之间相连。且二极管V3防止电源反接，一旦输入的48V的正、负端接反，导致V3处于截止状态，输入的电压无法加到LT8645S上，保护了电源芯片。
所述的位号LB1为电源滤波器，所述的位号LB1输入端经电感L2与控制芯片组相连，同时电源滤波输出端输出设定电压。
所述的电阻R2、R3决定了输出电压值，输出电压按下式计算：
fsw＝46.5/(RT+5.2)，RT is kΩ，fsw is MHz；
L＝(VOUT+Vsw(BOT)/fsw)x0.4，Vsw(BOT)＝0.2V。
本设计电路实现了用两种工作模式，即跳脉冲模式、扩频，且达到由48V到6.5V的电压转换。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种低噪声电源芯片设计电路，其特征在于，包括控制芯片组、输入模组、输出模组，所述的输入模组通过电容、二极管与控制芯片组的输入VIN引脚之间相连，同时所述的输入模组包括电容C1～C5、电感L1、二极管V1、V3，其中输入模组的二极管V1、V3输入端连接有48v直接供电，所述的控制芯片组输出端引脚与输出模组之间相连，所述的输出模组内包括电容C7、C173、电感L2、位号LB1、电阻R2、R3，所述的输出模组中经过位号LB1后输出6.5V直接电压。
2.根据权利要求1所述的一种低噪声电源芯片设计电路，其特征在于：所述的控制芯片组采用的是LT8645S，且可调及可同步频率范围为200kHz～2.2MHz，以及IQ调节电压为12VIN～3.3VOUT。
3.根据权利要求1所述的一种低噪声电源芯片设计电路，其特征在于：所述的电容C1～C5、C7、C173为去耦电容，且电容C1～C5和电感L1都是对输入的48V进行去耦滤波。
4.根据权利要求1所述的一种低噪声电源芯片设计电路，其特征在于：所述的电感L1串联于电容C1和电容C2之间。
5.根据权利要求1所述的一种低噪声电源芯片设计电路，其特征在于：所述的二极管V1选用的瞬态抑制二极管。
6.根据权利要求4所述的一种低噪声电源芯片设计电路，其特征在于：所述的二极管V3整流后输出与电容C1之间相连。
7.根据权利要求1所述的一种低噪声电源芯片设计电路，其特征在于：所述的位号LB1为电源滤波器，所述的位号LB1输入端经电感L2与控制芯片组相连，同时电源滤波输出端输出设定电压。
8.根据权利要求1所述的一种低噪声电源芯片设计电路，其特征在于：所述的电阻R2、R3决定了输出电压值，输出电压按下式计算：
fsw＝46.5/(RT+5.2)，RT is kΩ，fsw is MHz；
L＝(VOUT+Vsw(BOT)/fsw)x0.4，Vsw(BOT)＝0.2V。
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