目录

• 1关于EN引脚外围设计
• 2关于SS（缓启动）引脚外围设计
• 3关于Vin引脚输入电容的设计
• 4关于VSENSE引脚输出电压设计
• 5电感设计
• 6输出电容设计
• 7续流二极管,
• 8  环路设计

1关于EN引脚外围设计

如图：

在用DC芯片时，我们有设计需求，如当升到多少电压时我们让芯片启动， 降到多少电压时我们判定芯片掉电，要实现这两个电压的需求就要靠上图Ren1和Ren2两个电阻实现。

两电阻的计算方式如下图：

对上图的解释：

Vstart：输入电压达到一定值时让芯片开始工作的电压；

Vstop：输入电压下降到一定值时认为芯片掉电的电压；

Ven：芯片的启动阈值电压（也就是最小启动电压）；

实际案例如下：

2关于SS（缓启动）引脚外围设计

如图：

芯片的启动时间由SS引脚串联的电容控制，串联的电容越大启动时间慢，反之则越快

启动时间计算公式如图：

注：启动设置要根据你设计的电路里各个模块需要的启动次序来设计，使不同模块在正确的时间上电；要注意电容设置过大会造成电源启动缓慢，出现CPU启动异常的现象。太小会出现电源启动不起来的情况。@电路一点通

3关于Vin引脚输入电容的设计

如图：

输入电容的作用就是滤除电源上面杂乱的波形。

计算公式（根据手册）：

如图：

解释公式：

上图左上角公式：

ΔVIN:表示纹波的峰峰值；

Io（MAX）：表示最大输出电流；

CBULK：表示电容量；

fSW：开关频率；

ESR：电容的串联电阻。

后面加的部分因为值太小可以忽略。

上图右边的公式：

VP（max）：表示纹波的峰峰值，单位mV；

Iout：表示最大输出电流，单位A；

DC：表示占空比，百分比；DC一般取1/2；

注：I RMS（纹波电流） = Ipk（最大输出电流）*根号（D*（1-D）；

fSW：表示开关频率，单位KHz；

Cmin：所需电容的最小值，单位nF；

实践案例：

由上面的公式得：知道Vp（max）纹波峰峰值，就可以算出最小电容；

已知：Iout = 3A；DC取1/2就好，注这样算出的会偏大一点，不过不影响；fSW开关频率570kHz；Vp（max）纹波假设100mv；

带入公式可得

最小电容为13uf；

所以并联的电容，容值和最小为13uf；

但是当用这个容值，反过来求纹波可能会偏大一些，但不会差太多；

附加电容选型手法：

4关于VSENSE引脚输出电压设计

如图看VSENSE引脚：

上图VSENSE引脚中上面是R5，下面是R6；

根据欧姆定律分析可得计算R5和R6之间比列的计算公式

Vout：表示输出电压；

Vref：表示电阻R6上面那个结点的电压，即为引脚VSENCE上的电压，上图为0.8V；

就依据上图的案例

Vout = 3.3V；

Vref = 0.8V；

可得R5/R6 = 3.125；

虽然知道两电阻之间的比例，但是电阻取值也不是随便取的；

如图：

上图中有引脚VSENSE的最大电流，所以根据这个电流可得电阻R6的最大取值为80千欧。

所以R6的电阻取值就是1k-80k，单位是欧；

R5就根据比值计算出来；

器件有过压保护等设计，比如上图器件当Vref ->109%Vref时器件自动关闭。当小于107%Vref器件再次开启。

5电感设计

计算公式和案例如图：

解释左下方的公式：

VinMAX：表示输入最大电压，单位V；

Vout：DC-DC之后的输出电压，单位V；

Io；表示输出电流，单位A；

Kind：一个常量取值在0.1-0.4之间，一般取0.3；

fSW：表示开关频率，单位KHz；

计算出来的电感L 单位为F；

该电感为电路所使用的最小电感，实际在用的时候要大于这个值。

解释右下方的案例:

该案例为输入电压为12V，输出电压为3.3V，输出电流为3A，开关频率为570KHz；

算出来的4.66，单位为uf；

以上电感值的确定，下面要对电感的额定电流进行选择。

额定电流的选择就是确保电感的额定电流要大于电路输出的峰值电流（就是直流成分和交流成分一起）。

纹波电流的计算公式：

Vout：单位V；

Vin（max）：单位V；

Lout：单位H；

fSW： 单位Hz；

Illp：通过上面的单位计算得到的单位就是A；

峰值电流的计算公式：

注：一般电感额定电流的选择，就大于输出电流一点就可以了。

电感的ESR选择小一点的。

6输出电容设计

输出电容的作用：（1）储能，（2）滤波。

如图：

最小容值的计算公式：

公式解读：

Ro :输出电阻，即输出电压/输出电流，单位欧；

Fco'（max）：剪切频率，单位Khz；

Co（min）：最小电容，单位F；一般最终结果我们要化为uf

实际案例：输出为3.3V，3A，Fco（max）= 25KHz；

计算得Co（min） = 1/172.7 F；要化为uf；

但是这个并不准确，还要考虑纹波，来计算容值的大小；

考虑到纹波的最小电容计算公式：

VRIPPLE：纹波电压，单位mV；

IRIPPLE：纹波电流，单位A，   看电感设计的ILPP的计算公式。

ESR：电容的电阻，单位毫欧，当你选好那类电容就知道ESR的大小了。

Fs：开关频率，单位Hz。

Co:要求的最小电容。 单位F

标称单位算出来的值也是标称单位。

实际案例

ESR = 20毫欧，VRIPPLE = 25mV。IRIPPLE（纹波电流） = 1A；

根据公式计算Co约等于43uf。

实际放电容时要大于计算值的两倍。选择的电容电气特性要比较稳定。温度对容量的影响不会太大。

7/续流二极管

作用：当电路断开时，起到续流的作用，与电感等元件形成回路。

如图：

根据上图来看怎么选型这个续流二极管：

（1）二极管的反向耐压要大于二极管正上方那个结点的电压，上图中上面结点的电压为VCC＋0.5V；

（2）二极管的正向导通压降要小，压降越小，电路中所浪费的能量越小。

（3）二极管的导通频率要合适，上图因为DC-DC的开关频率为570KHz，所以二极管的导通频率要快，就选用肖特基二极管。

插入一个与续流二极管不关的东西：（1）芯片正上方的那个电容，按照芯片手册的要求放置即可；（2）输出之前放置的磁珠L4，优点方便测量电路，缺点温度变化时会有压降。

8 \ 环路设计

如图：

环路设计的指标：剪切频率，相位裕量，增益裕量。

各指标的解释：

剪切频率：

定义：有的文档叫穿越频率，是指环路增益为0dB时对应的频率；

意义：剪切频率越高，响应速度越快，但更容易引起环路不稳定和震荡；剪切频率过低则环路瞬态响应不够，可能导致输出电压异常。

经验值：通常剪切频率设计为开关频率的1/10~1/20；瞬态响应不足的系统往往其剪切频率低于10KHz，此时环路处于过度补偿的状态。

瞬态响应：主要表征因负载变化而引起的输出电压变化，瞬态响应越差，则相同负载变化引起的输出电压变化越大；

相位/增益裕量：

定义：相位裕量--当环路增益为0时，对应的信号相位与180°的差值；增益裕量--当信号相位为0时，对应的负增益量；

意义：表征开关电源的稳定度，如相位裕量或增益裕量不够，则可能因温度，PCB布局布线以及器件个体差异等影响，使系统进入不稳定或震荡的状态；

经验值：足够稳定的开关电源设计，一般应使相位裕量>=45°，增益裕量<=-10dB。

环路设计的计算公式：

解释上图公式：

左上角公式：

Gdc：表示的是直流增益，通过公式可以计算出来；

Vpo，Fz1，Fp1表示的三个极点，分别是低频极点，零点，中频极点。

右上角公式：

Gain：表示损失的增益；

PL：表示损失的功率；

下方公式：

PB：想要的相位裕量，上文提到要>=45°；

PB：表示需要提升的相位，就是要满足这样的剪切频率，和相位裕量，还需要提升的相位。公众号@电路一点通

后面就可以根据k值算出零点和中频极点

第一步:通过开关频率，得到剪切频率Fco，上文提到了剪切频率是开关频率的1/10~1/20，这里从手册中就得到了剪切频率最高是25KHz。

第二步：计算所需的增益和提升。

计算环路具体元器件的计算公式：

根据之前公式，可得Fz1，和Fp1，然后就可以根据上面公式进行计算，算出Rz，Cz，Cp；