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XL2011,DC8V~45V输入,输出电压5V/2.1A的车充应用电路

描述 

221056A01是为产品XL2011制作的演示板,用于DC8V~45V输入,输出电压5V,最大输出电流2.1A的车充应用演示,最高转换效率可以达到93%。

XL2011是开关降压型DC-DC转换芯片;固定开关频率150KHz,可减小外部元器件尺寸,方便EMC设计。芯片具有出色的线性调整率与负载调整率,固定输出5V。芯片内部集成过流保护、过温保护、短路关机等可靠性模块。

XL2011为标准SOP-8L封装,集成度高,外围器件少,应用灵活。

DEMO 原理图 

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引脚介绍 

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物料清单 

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性能数据 

DEMO 实物图 

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PCB 布局 

 

 

应用信息 

输入电容选择 

在连续模式中,转换器的输入电流是一组占空比约为VOUT/VIN的方波。为了防止大的瞬态电压,必须采用针对最大RMS电流要求而选择低ESR(等效串联电阻)输入电容器。对于大多数的应用,1个6.8uF的输入电容器就足够了,它的放置位置尽可能靠近XL2011的位置上。最大RMS电容器电流由下式给出:

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其中,最大平均输出电流IMAX等于峰值电流与1/2峰值纹波电流之差,即IMAX=ILIM-△IL/2。在未使用陶瓷电容器时,还建议在输入电容上增加一个0.1uF至1uF的陶瓷电容器以进行高频去耦。

输出电容选择 

在输出端应选择低ESR电容以减小输出纹波电压,一般来说,一旦电容ESR得到满足,电容就足以满足需求。任何电容器的ESR连同其自身容量将为系统产生一个零点,ESR值越大,零点位于的频率段越低,而陶瓷电容的零点处于一个较高的频率上,通常可以忽略,是一种上佳的选择,但与电解电容相比,大容量、高耐压陶瓷电容会体积较大,成本较高,因此使用0.1uF至1uF的陶瓷电容与低ESR电解电容结合使用是不错的选择。

输出电压纹波由下式决定: 

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式中的 F:开关频率,COUT:输出电容,△IL:电感器中的纹波电流。

电感选择 

虽然电感器并不影响工作频率,但电感值却对纹波电流有着直接的影响,电感纹波电流△IL随着电感值的增加而减小,并随着VIN和VOUT的升高而增加。用于设定纹波电流的一个合理起始点为△IL =0.3*ILIM,其中ILIM 为峰值开关电流限值。为了保证纹波电流处于一个规定的最大值以下,应按下式来选择电感值:

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续流二极管 

续流二极管建议使用肖特基二极管,比如B360A。它的额定值为平均正向电流3A和反向电压60V。3A电流下典型正向电压为0.7V。该二极管仅在开关关断期间有电流流过。峰值反向电压等于稳压器的输入电压。在正常工作时平均正向电流可计算如下:

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PCB 布局指南 

1.VIN、GND、SW、VOUT等功率线,粗、短、直;

2.FB走线远离电感与肖特基等开关信号地方,建议使用地线包围;

3.输入电容靠近芯片VIN与GND引脚。

 


 

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