SC2463多路输出开关电源控制器及其应用

SC2463是一个高性能多输出降压转换控制器。它可以被配置用在不同的电源管理应用中，比如有多路输出电压需求的ADSL电源，需要正负电压的混合信号电源，电脑调制解调器电源，基站电源，通用的多路输出电压的电源系统。

描述

SC2463提供了4．5V至30V的宽输入电压范围，两个可设置达700 kHz开关频率的开关转换器，能提供高达15A输出电流及低至0.5V输出电压。它还提供了两个正输出电压线性调节器。芯片TSS0P一28小封装极大地减小了线路板面积。

SC2463两个异相降压开关转换器可以减小输入电流纹波，允许使用更少的输入电容。高达700kHz的开关频率可以减少输出电压纹波并且降低噪音，同时还可以减小输出电感和电容的尺寸。其它的特性还包括软启动，电源正常指示和频率同步。如图l所示，电源VIN，PVCC和AVCC都给SC2463供电。其中AVCC为芯片内部振荡器、开关、低差压稳压器和电源正常电路提供偏置电压。PVCC用来驱动低端场效应管。当VIN高于14V时，需串联一个1100kΩ的电阻或一个外部PNP晶体管作为线性调节器，给AVCC和PVCC提供偏置电压。SC2463利用一个内部电流源和一个连在ILIM和AGND之间的外部电阻来调节通过场效应管的电流限流值。

如图2所示，SC2463启动时由一个5μA电流源给软启动管脚SS充电。当管脚SS电压达到O．5 V时，第一个开关转换器开始启动，误差放大器的参考电压随软启动信号开始上升。当管脚ss电压达到3 V时．将立刻被下拉到大约0 7V，此时第二个开关转换器开始按照第一开关转换器的形式进行软启动。当管脚SS电压第二次到达3V时，便会被第二次下拉至大约O．7V，此时两个正向LD0被启动。正向LDO的参考电压随管脚SS电压开始上升。管脚SS将会上拉至电源电压AVCC。此时间由管脚SS上的软启动电容值(C5)来控制。如果管脚SS被外部信号下拉至0．5 V以下，SC2463则不能工作。电源正常信号输出(POK)用来监测开关转换器中误差放大器的反馈电压(FB)，如果这电压高于0．55V或低于O．45V，管脚POK便会被拉低，并且保持低态直到启动结束。低端栅极驱动器由PVCC供电并提供1A的峰值电流。高端栅极驱动也能提供1A峰值电流。

图2中波形A是软启动管脚SS上的电压。波形B是第一个开关转换器的上端场效应管驱动电压(GDIH)。波形C是二个开关转换器的上端场效应管驱动电压(GD2H)。波形D是LDO输出电压(2 6V)。图1中的SC2463电源1．2V输出电压首先建立。随后建立的输出电压是3．3 V。而二组线性稳压的2 6V和1．8V输出电压最后建立。

2 电源设计要点

降压式开关电源功率器件基本上是由滤波电感，输出滤波电容，输入滤波电容和功率场效应管所组成。

2.1 电感设计

输出电感的选择及设计是基于输出DC电压的稳态和瞬态的要求。较大的电感值可减小输出纹波电流和纹波电压，但在负载瞬变过程中改变电感电流的时间会加长。较小的电感值可得到低的直流铜损，但是交流磁芯损耗和交流绕线电阻损耗会变大。折衷的方法是选择电感纹波电流峰峰值在输出负载电流额定值的20％到30％之间。假定电感纹波电流峰峰值是负载直流电流的20％，那么输出电感值为

以图1中开关变换器中的L1为例，VIN=5V，Vo=3．3 V，Io=3 A，fs=150 kHz，由此计算出来的电感值是12．5 μH。可选用市场上很容易采购到的15 μH／5 A表面贴装电感。

2．2 输出电容

输出电容应按照输出电压纹波和负载动态变化要求来选择。输出电感产生的纹波电流会在输出电容等效串联电阻(ESR)上产生输出电压纹波(VRIPPLE)。为了满足输出电压纹波要求，输出电容等效串联电阻(ESR)必须满足式(2)，即

以图l为例，VIN=5V，Vo=3．3V，fs=150kHz，L=15μH，VRIPPs=50 mV，那么计算出来的RESR值是100mΩ。在本例中采用了一个RESR为100 mΩ，电容量为100μF钽电容。

来源：21IC电子网