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基于LM27402器件的DCR检流应用实例(2种方法对比)

05/30 09:50
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0. 简介

图 2.45  基于LM27402器件的 DCR 检流应用实例

该应用实例中,VIN,max = 12V,VIN,typ = 5V,VIN,min = 3.3V(最低输入电压(VINMIN)为2.7V),VOUT = 2.5V,IOUT = 20A,L = 0.68μH,RDCR = 2.34 mΩ,fSW = 300 kHz,ΔI = 2.97A(根据电感取值反向计算的纹波电流),IOUT,LIMIT = 24A(期望的负载端限流值,比最大负载电流高4A)。另外,根据规格书,LM27402器件的OCP比较器上的偏置电流源为 I_(CS-) = 10uA 。

1. 方法一,CS+阻抗等于CS-阻抗

(1)配置DCR检流电路的限流阈值

根据ΔI = 2.97A和IOUT,LIMIT = 24A两个条件可知,触发OCP的峰值电流为 IOCP = 24A + 2.97A/2 = 25.45A。根据公式(2.17)容易计算该实例中需要配置的限流电阻值:实际可取阻值相近的 R_SET = 5.9kOHM。

2)提升DCR检流电路的兼容性

在该应用最低输入电压(VINMIN)为2.7V和 R_SET = 5.9kOHM 的情况下,根据公式(2.21)计算需要的 R_S3 阻值:实际可取阻值相近且小于10.03kOHM的 R_S3 = 10kOHM。所以也有 R_S2 = 10kOHM。

(3)配置DCR检流网络参数

DCR检流网络的两个参数,可以先固定电容的容值,通常取值范围为0.1uF ~ 1uF。图 2.45所示,这里取RC网络的容值为Cs = 100nF(AN2060推荐的Cs容值范围是100nF-1uF),根据公式(2.13)容易得到Rs阻值:实际可取阻值相近的Rs = 2.94kOHM(RC0603FR-072K94L,1% 2.94K OHM 1% 1/10W 0603)。所以有 R_S1 = R_SET - R_S = 5.9k - 2.94k = 2.96k ,Rs1也取相近的2.94kOHM即可。图2.46 100nF,2.94k,2.94k,10k,5.9k,10k

2. 方法二,CS+阻抗等于10倍CS-阻抗

在前述计算已知 R_SET = 5.9kOHM,R_S3 = 10kOHM 的基础上:由 R_S=5%×10×R_SET 可知,R_S = 5%*10*5.9kOHM = 2.94kOHM 。由 R_S1=95%×10×R_SET 可知,R_S1 = 95%*10*5.9kOHM = 56kOHM 。由 R_S2=10×R_S3 可知,R_S2 = 100kOHM 。那么,

实际可取容值相近的100nF。

图2.47 100nF,2.94k,56k,100k,5.9k,10k

3. 总结

以上两种方法计算出来的Cs,Rs,Rs1,Rs2,Rset,Rs3分别如下:方法一:100nF,2.94k,2.94k,10k,5.9k,10k;方法二:100nF,2.94k,56k,100k,5.9k,10k;

两种方法计算出的参数结果,都满足 Rset / Rs3 = (Rs + Rs1) / Rs2 这个比例关系,如下:(2.94+2.94)/10=0.588(2.94+56k)/100=0.5895.9k/10k=0.59

那么,有两个问题:(1) 这五个电阻参数为什么要满足 Rset / Rs3 = (Rs + Rs1) / Rs2 这个比例关系?(2) 两组参数哪组更好?

参考资料:

LM27402 规格书

LM27402 Buck Controller Evaluation Module User's Guide

AN-2060 LM27402 Current Limit Application Circuits

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