一个可调降压转换器电路

DC-DC转换器是电子产品中最常用的电路拓扑之一，尤其是在电源应用中。直流到直流转换器（非隔离式）主要分为三种类型：降压、升压和降压-升压。有时降压转换器也称为降压转换器，升压转换器也称为升压转换器。

在这篇文章/视频中，我介绍了一个可调降压转换器电路，它使用了德州仪器公司制造的高级转换器芯片，即TPS5430。它是一种高频且效率高达95%的芯片。在此类转换器的PCB布局设计中，应遵循几条PCB设计规则，否则，电路可能会产生大量辐射并导致输出不稳定。

为了设计原理图和PCB，我使用AlTIumDesigner22并使用制造商零件搜索功能将组件直接导入PCB项目。然后，使用免费的OctoPart服务生成BOM清单。为了获得高质量的制造板，我将Gerber发送到PCBWay，并使用直流负载、万用表和示波器测试了电路的输出稳定性和噪声。不久之后，我还将执行阶跃响应测试并演示结果。保持联系！

规格

输入电压：5.5V至36V

输出电压：1.22Vmin（可变）

输出电流（连续）：3A

输出电流（峰值）：4A

最大输出压降：10mV（3A负载）

输出噪声：12mVp-p（空载）、43mVp-p（3A负载）、20MHz-BW

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电路分析

图1显示了该装置的示意图。很明显，电路的核心是IC1（TPS5430）。

图1-36V-3A可调高效DC到DC降压转换器原理图

P1是一个4针公头排针，提供与电路板的输入/输出连接。C2和C3是用于降低输入噪声的输入电容。

IC1是TPS5430［1］降压转换器芯片，是TI制造的高效先进芯片。根据数据表：“集成了低电阻高压侧N沟道MOSFET的转换器。TPS5430-Q1的基板上包含一个高输出电流PWM，列出的特性是一个高性能电压误差放大器，可在瞬态条件下提供严格的电压调节精度，以及一个欠压锁定（UVLO）电路以防止启动，直到输入电压达到5.5V，内部设置的慢启动电路可限制浪涌电流，电压前馈电路可改善瞬态响应。使用启用（ENA）引脚，关断电源电流通常降至18μA。其他特性包括高电平有效启用、过流限制、过压保护（OVP）和热关断。为了降低设计复杂性和外部组件数量，TPS5430-Q1反馈环路在内部进行了补偿。TPS5430-Q1可调节各种电源，包括24V总线。”

PH是芯片的输出引脚。因此，D1［2］、L1、C4、C5和C6是典型的降压转换器元件。R1调节输出电压，C7用于降低噪声。

PCB布局

图2显示了设计的PCB布局。这是一个两层PCB板，所有组件都是SMD。在设计此类电路时，应遵循一些PCB设计规则。请完整观看视频。

图2-可调DC到DC降压转换器电路的PCB布局

当我决定为这个项目设计原理图和PCB时，我意识到我的元件库存储中没有IC1和D1的元件库。因此，我使用了AlTIumDesigner的“制造商零件搜索”功能，并快速导入并安装了所有缺失的组件（图3）。

图3-AlTIumDesigner制造商零件搜索（所选组件为TPS5430）

图4显示了PCB板和装配图的3D视图。

图4-PCB板和装配图的3D视图

测试和验证

有3个测试来检查降压转换器的性能：线路/负载调节、输出噪声和阶跃响应测试。请观看视频了解更多详情。转换器板在3A负载下仅展示了大约10mV的压降。图5显示了输出端无负载时的输出噪声，图6显示了施加3A负载（使用直流负载）时的输出噪声。通过在尽可能靠近负载的位置添加一些去耦电容器，可以轻松地进一步降低这种噪声。

材料清单

我使用OctoPart网站生成材料清单（图7）。它是免费的、简单的、快速的。

图7-DC-DC降压转换器的材料清单