SGM6132国产DCDC应用笔记-1

背景。之前我们板卡用到的DCDC都是TI的芯片，如LMR14050等，用来提供我们需要的电压，如把12V/24V，转成5V/3.3V等。采购反馈该芯片未来有面临缺货的风险，所以选型了一款圣邦微的SGM6132作为替代。用之前，花了一小时多认真通读了一遍该芯片的datasheet，写的还是非常详细的，有一些必要的原理介绍。所以，这篇笔记用于整理芯片手册中，我认为比较重要、通用的知识点，加深记忆。也算是重新回顾下完整的非隔离式DCDC设计流程吧。

另外，也会补充一些datasheet上没有提到，但也比较重要的东西，比如layout guidelines——这是后面笔记中的内容了，本文只整理我认为datasheet中比较重要的内容。

一、绝对额定最大值（absolutemaximum ratings）要点

过压注意事项。过压会造成芯片永久性的损坏，超过额定最大值条件，即使很短时间，可能会降低可靠性。因此，设计时，一定要考虑绝对额定最大值，如Vin，Vsw等，决不能超过它！
敏感性注意事项。这里我就全部翻译吧，因为不能说的更好了，其实很多datasheet的这部分内容都是一样的，只是以前没特别注意过。“集成电路是可以被静电损坏的，如果你没有特别注意防护。圣邦微推荐，处理任何的集成电路，都应该有恰当的防护措施；否则会造成损坏。静电损害的程度可分为从轻微的功能损害，到芯片完全损害。特别的，精密的集成电路更容易受静电影响，因为很小的参数变化，就会让芯片达不到规格书上的指标了（如ADA4530-1这种偏置电流fa级别的运放）”。

二、器件选型

图1

以典型电路为例，见图1，结合datasheet的内容，我们分别看下器件选型的注意事项：

a.续流二极管。注意它的耐压和平均电流，耐压需要超过Vin_max,平均电流超过Iout即可。另外，为了减少正向压降和反向恢复造成的损耗，建议选型肖特基二极管（schottky）。从图2中可看到，典型电路中选取的B340A的反向耐压超过了buck的最高输入电压28.5V。

图2

b.电感。手册推荐的电感感值选取，居然是芯片电流限值（它的逐周期电流监测模式）的30%，精通开关电源里面详细讲了电感感值一般的选取原理：为了最小电感尺寸（较少成本）和最小电容电流（较小损耗），根据曲线拟合，一般是电感纹波电流△IL是电感平均ILavg的40%；适用于任何电源拓扑。这是电感感值的选取。还要核对下电感的饱和电流，和温升电流。t电感的平均电流ILavg+0.5△IL不能超过所选电感的饱和电流Isat，电感电流的有效值不能超过所选电感的温升电流Itemp。

以典型电路为例，我们计算下这个应用条件下，电感的Isat多少才能够吧（实际上，一般只看下Isat是否大于Ipeak即可，因为制造商生产出来的电感，Isat和Itemp是很接近的）。见图3.

图3

c.输入输出电容的选取，依据纹波要求和电流应力。在数据手册中解释的对输入输出电容选型解释的很清楚的。

先说输入电容吧，buck中的输入电容有传递能量的功能，这个从能量传递图中（参见精通开关电源）就能看出来：Ton期间，电容需要传递给后面电流，Toff期间会被充电。因此，buck中输入电容上的电流是脉动的，电压也会波动；通常芯片的输入电压波动不能很大的，跟它的敏感性有关，但datasheet一般不会写出来。因此，为了减小输入电压的波动，厂家建议使用ESR小的陶瓷电容。输入电容的电流应力也要注意，通常需要大于1/2*Io即可。一般，我们按照厂家的推荐就可以了，它的典型应用里用的是22uF，我们取个近似的值的陶瓷电容即可。当然，要注意陶瓷电容的直流偏压效应。

输出电容为了维持稳定的直流电压。它的纹波计算公式见图4。一般陶瓷电容可以忽略ESR的，因为非常小。输出电容选取，除了需要考虑纹波，还会涉及稳定性。