外圍器件的選用

在此說明關于如何選用DC/DC轉換器IC外圍器件。因外圍器件對DC/DC轉換器的各個特性具有極大影響，必須特別注意。

外圍器件的產品型號請參考數據目錄中的標準電路使用范例 表1中說明了由外圍器件所決定的對 DC/DC轉換器特性的影響。 表1 :選用與特性相對應的外圍器件

備注) 使用功率MOSFET作為外置晶體管時，不需要RB, CB。 關于各個外圍器件的詳細內容，請參考以下記述。

線圈

請參考表2，選擇與振蕩頻率和輸出電流(負載)相對應的電感值。因為振蕩頻率越高，越可選擇電感小的線圈，可以使線圈形狀小。

請盡可能選擇DCR(直流電阻)低的線圈。逐漸降低L值，峰值電流(Ipeak)將增大，到達一定的L值時，形成最大輸出電流。此外，逐漸增大L值可降低由峰值電流引起的開關晶體管的損害，到達一定數值時效率為最大。
再逐漸增加L值時，由線圈的直流電阻(DCR)引起的損耗將增大，使得效率惡化。 在選用線圈時，請注意額定(容許)電流。當輸入電流超過額定(容許)電流之后、線圈將發熱，引起磁飽和現象，效率將顯著惡化。此外，大電流會引起IC的損壞，請注意在峰值電流不超過額定電流的范圍內選用。 表2電感值的選定標準

以XC6367A、XC6368A為例，使用同樣形狀的線圈，對不同振蕩頻率下的效率進行了比較。得出的結果如下圖所示。 XC6367A Series, VOUT=5V, Vin=3.3VTr.=XP161A1355PR, SD=MA2Q737, Coil=CR54, Cin=220μF, CL=47μF

XC6368A Series, VOUT=5V, Vin=3.3V

Tr.=XP161A1355PR, SD=MA2Q737, Coil=CR54, Cin=220μF, CL=47μF

非連續模式時，按以下公式計算線圈的峰值電流ILpeak。請使用額定電流值大于線圈峰值電流的線圈。并且，以下的公式是按沒有損耗的理想狀態條件下計算的，實際應用時將比計算值大。

ILpeak2=2(Vout-Vin) x Iout ÷(L x fOSC)
Ex.) Vin=3V, Vout=5V, Iout=10mA, fOSC=100kHz, L=100μH
ILpeak=SQRT(2 x (5-3) x 0.01/(100000 x 0.0001)) ≒63mA

二極管

1、請使用正向壓降VF小的二極管?？梢砸种埔蛘驂航档碾妷航档投鸬膿p耗、提高效率。此外，還可以降低升壓電路的起始工作電壓。請選擇在線圈峰值電流的狀態下，VF<0.6V的二極管。 ? 2、請使用結電容較小的二極管。當結電容較大時，開關速度降低。當二極管導通或關閉時會發生尖峰噪聲增大的現象。此外，開關速度降低時，開關時的損耗增大。 ? 3、請選擇反向漏電流IR小的二極管。IR大的狀態下，小負載時的效率降低，并引起尖峰噪聲增大等惡劣影響。特別是高溫時 IR 將增大，需特別注意。基本上，大電流(低VF)型二極管都具有IR增大的傾向。 ? 4、用于升壓DC/DC轉換器時，在輸入電壓下限值(用于降壓DC/DC轉換器時為輸入電壓的上限值)的條件下，請選用額定電流為線圈峰值電流2～3倍以上的二極管。特別是PFM調制時，峰值電流增大，請特別注意。 ? 5、用于升壓DC/DC轉換器時，請選擇額定電壓為輸出電壓(降壓DC/DC轉換器的情況下為輸入電壓)1.5倍以上的二極管。請在實際使用時確認端子之間的電壓確實不超過額定電壓。

負載電容 (CL)

1、使用對應于等效串聯電阻(ESR)低的陶瓷電容為負載電容時，需對其溫度特性特別注意。除B特性產品以外，由于周圍溫度及DC偏置電壓特性等都將引起顯著的容量降低，出現IC不能正常工作的現象。此外，雖然鉭電容、OS-CON、鋁電解電容，也可以作為與低ESR對應的產品使用。但請在充分確認了工作狀況之后使用。

2、如選用鉭電容為負載電容的相應產品，請使用最低10μpF以上的電容。使用于輸出電流為100mA以上的用途時，請連接負載電容值在100μF以上的鉭電容。請選擇等效串聯電阻(ESR)值在0.1Ω～0.5Ω之間的負載電容。把低ESR的電容 (OS-CON等)作為負載電容使用時，由于產品不同，也許不能完全地進行IC的相位補償，產生異常振蕩的現象。請注意基本上不應使用陶瓷電容。此外，與鉭電容對應的產品時，雖然也可使用OS-CON、鋁電解電容，請在充分確認工作狀態之后使用。 3、在使用鋁電解電容為負載電容時，請注意低溫時容量降低及ESR的上升，選擇標準電2～3倍以上的負載電容。請與10μF以上的鉭電容或大致為0.1μF～1μF的陶瓷電容并聯使用。在使用鋁電解電容時，請注意額定紋波電流。當紋波電流過大時，引起發熱會導致使用壽命縮短。(請在輸出紋波電壓為50mV以下的范圍內選用。)

輸入電容（CIN）

1、作為降壓DC/DC轉換器，輸入電容是作為消除電源紋波的電容，連接時應盡可能靠近IC。

2、作為升壓DC/DC轉換器，為了降低輸入電源的阻抗成分的影響，請與Cin連接。與負載電容不同，不需考慮Cin的電容種類不同，盡可能選擇ESR值較低的電容。

外置晶體管

用于輸入電壓在1.2V以下的用途，因為會出現得不到使功率MOSFET處于導通時的柵極電壓狀態，請使用雙極性晶體管。當用于輸出電流大的用途，請使用導通電阻小的功率MOSFET。
使用大電流型的雙極性晶體管時，一般情況下，電流增幅率hFE小，將導致基極電流增大，比MOSFET的效率惡化。

功率MOSFET

1、請使用輸入電容Ciss ，及輸出電容Coss 小的產品。請使用電容值在1000pF以下的功率MOSFET。

2、請使用開關速度快(導通時的延遲時間td(on)短、tr的上升時間短、關閉的延遲td(off)短)的產品。隨著開關速度加快，電路的效率也升高。 3、請使用柵極、源極之間的關閉電壓 Vgs(off)與輸入電壓相比非常小的產品。當IC的電源電壓低于1.2V左右時，請使用雙極性晶體管。升壓DC/DC轉換器開始啟動時，需要給 IC 的電源端子施加高于 Vgs(off)的電壓。 4、請使用漏極和源極之間的導通電阻Rds(on)小的產品。但是一般情況下，導通電阻極低的產品其電容值Ciss,Coss 都有變大的傾向。Rds(on)和Ciss，Coss之間存在著折衷的關系。 5、在使用升壓DC/DC轉換器時，請使用額定電流在峰值電流2～3倍左右的產品。(降壓DC/DC轉換器的情況下，以輸出電流×降壓比×2倍為標準)。請在實際使用的機器上確認發熱狀況后進行選用。特別是PFM調制的情況下，峰值電流值增大，請多加注意。 6、在使用升壓DC/DC轉換器時，請選用額定電壓為輸出電壓(在使用降壓DC/DC轉換器時為輸入電壓)的1.5倍以上的產品。實際上，請在實用機器上確認端子之間的電壓不超過額定電壓。 7、因為通常認為所有電路上的損耗(效率降低部分)都消耗在晶體管上，所以應按此范圍選擇產品的額定損耗。在輸出電壓高、輸出電流大的狀態下，請選擇具有能充分承受功率消耗余地的產品。此外，請確認在使用溫度范圍內器件的發熱狀況，必要時需采取散熱對策。

雙極性晶體管

1、請使用電流增幅率 hFE 大致在100～500范圍內的產品。一般情況下，hFE 極大的晶體管其基極電流小、極間反向飽和電流大，需加以注意。 2、盡可能使用開關速度快(導通時的延遲時間ton短、tf短的下降時間、tstg的積蓄時間短)的產品。隨加快開關速度，其效率效率也提高。請使用集電極的輸出容量 Cob 小(大致以10pF 為標準)的產品。

雙極性晶體管的RB、CB值

基極電阻(RB)

請使用基極電阻(RB)在250Ω～2kΩ的范圍內的產品。在250Ω以下時，將影響IC端的工作狀態。
請在上述范圍內使用。
當降低RB值時，(大致為200Ω～500Ω)、雖輸出電流增大、但小負載時效率降低。
當增大RB值時，(大致為750Ω～2kΩ)、雖輸出電流減小，但小負載時效率提高。 當晶體管成導通(ON)的狀態時，按以下公式由集電極的電流值ISW(IC)算出RB值。考慮電流增幅率hFE的不均勻等，作為實際使用時的ISE(IC)，請按實際狀態的3倍以上的值進行計算。 ISW(IC)=hFEx IB = Vout ÷ (RB + REXTH)
RB≦(Vout-0.7)×hFE÷ ISE(IC) - REXTHfosc Ex.) Iin=100mA、Vout=5.0V、hFE=200、250Ω≦RB≦1.4kΩ

加速電容(CB)

為了提高效率，插入加速電容CB。 根據RB値及開關調整器的振蕩頻率 fosc、調整CB值。 請把以下公式作為大致標準，選用CB值。開關速度加快、效率也得到提高。 CB ≧ 1÷(2π x RB xfosc x 0.7)
Ex.) fosc=100kHz、CB=2200pF～3300pF
RB=1kΩ, 增大CB值，雖然開關速度加快，但消耗電流也增多。
一定程度上即使再增大CB值，開關速度的變化減小，不起效果。請把上式作為參考使用。 在選擇本公司的電路周圍器件時，根據客戶的使用條件，選用條件也會有若干變化。
請參考上述說明，在實際使用機器上進行充分的調查。

原文標題：如何選用DC/DC轉換器IC外圍器件？方法很簡單，看這里～

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責任編輯：haq