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TPS40210单片机pwm控制的升降压电路问题

Other Parts Discussed in Thread: TPS40210, LM5101, TPS40210EVM

            楼主想使用TPS40210设计一款单片机控制的电源,但是对其功能以及如何使用不太明白,故发帖求助:单片机输出的pwm应该接到tps40210的哪个脚上?mosfet选什么样的。输入12v,输出6-18v。能给个原理图吗?

帖子链接如下所示:http://www.deyisupport.com/question_answer/analog/power_management/f/24/t/67440.aspx?pi2132219853=1


               对于楼主的这个问题,TI FAE: 给出了解答:TPS40210是一个电流模式的boost控制器,只具有低侧MOSFET的驱动信号,不能做降压电路的。另外,楼主是想要输出连续可调的电源么?这类控制器,一旦反馈分压电阻选定之后,输出电压是固定的。你给出更详细的输入输出要求吧。

            我们来进一步看看楼主的设计需求吧:就是想做一个12v输入,6-18v输出,单片机输出pwm控制的可调的电源,步进0.1v。

            那么楼主的这种应用是否有问题呢,我们看看TI的技术人员是如何回答的:如果是这种应用,你可以使用可变电阻去做反馈,电源芯片使用可做升降压的芯片,楼主可以试一下LM5088。单片机去控制反馈的可控电阻的阻值,来改变输出电压。这是一种解决方案。当然,你也可以使用分立方案,即单片机产生PWM,使用两个TI的双路MOSFET驱动器(lm5101/9),控制四个MOSFET,通过单片机来做反馈,控制机理可以参考TI的buck/boost的拓扑。

            关于楼主的应用电路,还有一个应用的问题,如下图所示:请问用tps40210能实现输入10-14输入,24伏输出,带50欧负载?仿真过升压电路,空载挺好,接一50欧负载电压就下降 的厉害。是不是调整RC所接的电容电阻就可以控制GDRV的输出频率?对于楼主的仿真波形如下图所示:

          仿真的波形如下所示:

         关于这个问题,有网友做出了解答,我们一起学习一下:这个电路的二极管是有问题的。你的输出是24V,boost电路的二极管的反相耐压要大于Vo,也就是二极管耐压要大于25V。选用的1N5820的耐压值只有20V,可能是由于二极管击穿造成了。把二极管换为1N5822,这个耐压是40V。还有,MOSFET的驱动电阻是R4=19.6K,这个很明显太大了。把这个电阻换成10欧姆的电阻。最好FB脚对地再接入一个102pF的滤波电容。


          那么 TPS40210究竟是一款什么样子的芯片呢?我们改如何正确的使用TPS40210来设计电源呢。这些都是我们在设计中需要学习的问题,下面我们就一起去学习一下TPS40210这款芯片的详细功能,如下图所示,是TPS40210的封装结构图:


             关于TPS40210的封装,其实就是很简单的DGQ,DRC 10PIN的结构,整体的设计非常简单,下面我们来看看TPS40210的的输入输出参数,如下图所示:


             如上图所示,我们可以看到TPS40210的输入电压范围是从4.5V到52V,输出最大电流为6A,输出电压范围从5V到260V,典型的控制拓扑结构就是BOOST结构,也就是说,TPS40210是可以实现升压设计的,而且也只能实现升压的设计,除非我们队这个电路做一些变形,这个对楼主的设计就有些困难了

              下面我们再看看TPS40210的典型的应用电路图,如下所示:

          我们再看看上面TPS40210的典型的应用电路图,其中FB是输出电压的反馈PIN,如果想实现输出电压的可调节,就必须改变FB的分压值,用单片机pwm控制的升压电路就可以实现了,下面我们看看FB的电压值:

            在实际的设计过程中,我们还需要注意频率的设置问题,可以参考下面的表格:

           RT的设置,也可以参考下面的公式:

         频率与占空比的限制关系:

            最后我们还需要注意的就是驱动的设计问题,关于RG的计算可以参考下面的公式:

               最后我们还必须注意TPS40210散热问题,计算一下TPS40210损耗,参考功耗,如下图所示:


              以上就是关于TPS40210单片机pwm控制升压电路的问题的分析学习,以及使用TPS40210设计电路需要注意的一些问题,与大家分享一下。