
同步BUCK电源
简介
H4022是一款高效同步降压DC-DC转换器,提供40V高耐压、4A大电流输出,支持2.5V至24V宽电压调节,工作频率170kHz,具有优异的EMI特性和出色散热设计,效率94%。
简介:H4022是一款高效同步降压DC-DC转换器,提供40V高耐压、4A大电流输出,支持2.5V至24V宽电压调节,工作频率170kHz,具有优异的EMI特性和出色散热设计,效率94%。开源协议
:GPL 3.0
描述
H4022是一款由东莞市惠海半导体有限公司生产的高性能DC-DC同步降压型恒压恒流控制器。这款芯片内置了40V耐压MOS,能够处理高达38V的输入电压,同时支持高达4A的持续输出电流,确保了其在多种电源环境中的适用性。H4022的输出电压范围可调节,从2.5V至24V,通过简单的分压电阻调节即可实现,保证了电源的灵活性。芯片采用高端电流模式控制原理,提供了快速的动态响应和高效率,固定170kHz的开关频率有利于降低电磁干扰。此外,H4022还具备短路保护、过热保护和欠压保护等全面保护功能,确保了电源系统的安全稳定运行。优化的电流检测设计和使能控制功能进一步提高了整体效率和电源管理的便捷性。芯片采用ESOP-8封装,并在底部设计有功率散热焊盘,有效提升了散热性能。H4022适用于汽车充电器、照明灯、便携式设备供电电源和电池充电器等多种应用场景,是电子设备设计中理想的电源管理解决方案。价格低廉,批量价格大概在0.6RMB。
同步降压架构在电源管理领域提供了多项显著优势,使其成为高效能电子设计的首选方案。这种架构通过同时使用两个开关器件——上管和下管,实现了高效率,因为它在导通时减少了单个器件的功耗,从而降低了整个系统的热负荷。同步整流技术还有助于减少输出电压纹波,提供更平滑的电压输出,同时增强了负载调节能力,确保在负载变化时维持稳定的电压水平。此外,同步降压转换器通常设计有较少的外部元件,这不仅简化了设计过程,还有助于减小解决方案的物理尺寸,特别适合便携式或空间受限的应用。它们还能处理宽范围的输入电压,易于集成软启动和多种保护功能,如过流、过热和欠压保护,从而提高系统的可靠性和稳定性。同步降压架构的这些特点,使其在需要高电流输出的应用中尤为突出,同时改善了电磁兼容性,是电源解决方案中不可或缺的一部分。
感谢东莞市惠海半导体有限公司销售黄金玉经理的支持如需芯片采购请联系VX:13924924865
建议:尽量不要4A输出,芯片会烫,3A输出时芯片温度83°。
1.输入端采用一颗SS36肖特基二极管作为防反接,其作用是保护输入端电源接反,可以保护芯片不会损坏,使用二极管的优点是价格低廉,缺点是损耗功率稍大一些。
2.输入电容采用4个10uf,35V耐压X5R的MLCC电容,根据官方的参考计算文档,输入电容最小需要47UF,于是采用4颗10UF,35V的MLCC和一颗0.1uf,50V,X7R的MLCC电容进行并联。在PCBlayout时这5颗电容需靠近VIN引脚。
注释:X7R,X5R材质的电容,代表可以承受不同的温度,X5R代表-55°C至+85°C,X7R代表-55°C至+125°C。
3.电感的选择,通过官方的表格,将输入电压与输出电压和电流填在表格中,通过计算后,参考电感量选择20.6UH,当然这个值是买不到的,因此选择一个为22UH的电感,电感尽量选择屏蔽电感,屏蔽电感可以减少EMI,提高稳定性和安全性。由于手中没有22uh的电感,于是用的47uh/3A电感。
4.输出电容的选择,我选择了4个22UF,25V的X5R电容,表格中的参考值为1000uf/16V电解电容,由于电解当然的等效ESR比较大,最总选择了4颗22UF,加一颗0.1uf,MLCC电容。
5.反馈电压采样电阻采用31.6K,10k±1%构成反馈网络,因为手里整好有这两个值,当然也可以根据参考表格中的值来。
6.带一颗红色LED作为电源指示,限流电阻采用4.7K。
二,布局要求
官方布局推荐:
根据参考指点,以下为个人布局,不足之处请包含。本次打样采用沉金彩色丝印。
2.1由于电阻本身有±1%的误差。测量出来的输出电压精度±1%。
2.2空载纹波,由于设备的简陋加上没有负载仪,测量出的空载纹波是10-20mV。在1块以内的芯片,算是性价比较高的芯片。
24V输入,带负载3A,官方测试的输出纹波。(个人的板子和官方板子布局有些许不一样)
12V输入,5V输出时的纹波。
2.3短路保护,可以查看下方的视频。
2.4数据手册,计算表格在下方附件中。
设计图

BOM


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