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LMR14020/LMR14030/LMR14050 DC-DC 电源IC 开关频率大小如何选择和设置

1、LMR14020/LMR14030/LMR14050目在项目使用这三款DCDC电源芯片,根据TI提供的设计指导,3款芯片的开关频率都在200KHz-2500KHz,查看EVM的电路发现三种开关频率设置的都不一样,请问三款芯片开关频率大小如何确定,与什么有关?RT/SYNC引脚电阻大小设置与什么有关?

2、LMR14030使用过程遇到以下问题:24V输入,2.3MHz开关频率,电源输出5v,偶尔会出现电感啸叫和输出不正常的情况,而且必须要重新上电才可恢复输出,后期通过改变RT/SYNC引脚电阻将开关频率降低到500KHz,以上问题目前还未出现过,请帮忙解释下问题所在?谢谢!

answer:

开关频率越高, DCDC的效率会降低一些(MOSFET损耗变大), 不过纹波会小一些,开关频率越低,纹波越大,效率则会高一些.这个要由实际的需求决定.电感啸叫说明环路可能有一些不稳定的因素

user3725626:

回复 answer:

如果对效率要求不高的话,能详细介绍下具体的频率大小如何来确定吗?比如说我现在需要输入24V,负载要求输出5V/1.6A(使用LMR14030),那么开关频率该如何选择呢?

Iven Su:

回复 user3725626:

你好,

工作频率的选择和效率、电感尺寸等很多因素有关,需要根据实际场景折中选择。你说的输出不稳和电感啸叫一般是环路的问题,但是频率高低和环路稳定并没有必然关系,频率高的时候只要重新调整补偿参数一样可以稳定,因此建议你根据实际考量先选择频率,再调一下环路。

Johnsin Tao:

回复 Iven Su:

Hi

    一般而言频率越高,开关功耗越大,导致效率相对要偏低一点点。但是此时电感感量较小,因为电感体积较小,所以你需要在2者之间找平衡。从Datasheet中效率曲线看:

    

     比较12V/24v,频率1MHz和2.2MHz的效率差异,就这个芯片而言是乎并不大。 但是你在频率较高时产生电感啸叫,说明存在不稳定,建议你还需要确认一下layout. 

user3725626:

回复 Johnsin Tao:

感谢您的建议,TI回复可以总结为:频率的选择主要参考效率和电感尺寸的要求。

     下面是我的layout,帮忙看下是否对电感啸叫有影响?

Vental Mao:

回复 user3725626:

如果你是应用在汽车上,建议使用2.2M或400K.

还有你的layout有点问题,其中R36与C69链接的导线需要远离电感,避免干扰。 R39的接地不要直接和芯片底部的GND相连,接法参考数据手册中的layout。

关于你的啸叫,不同频率下对应的电感输出电容值都不一样,所以建议你在高频段用WEBENCH进行电路参数优化

user3725626:

回复 Vental Mao:

感谢解答,请教下其中R36与C69的反馈连线离电感近的话会影响什么参数?是纹波吗?R39接地最好是和IC引脚的地相连吗?

Vental Mao:

回复 user3725626:

由于电感上有很大的纹波,如果反馈线离电感很近,噪声会耦合到反馈线上,从而引起系统不稳定

R39接地最好和芯片pin脚的地相连

还有使用双面板时,两个面最好都铺地

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