壓降補償功能LDO及低壓高速開關(guān)電源的應用設(shè)計方案

壓降補償功能LDO及低壓高速開關(guān)電源的應用設(shè)計方案2內(nèi)容概要1.有壓降補償功能的

LDO -用途

-控制方式

-產(chǎn)品2.開關(guān)電源

-控制方式（電壓模式和電流模式的不同）

-電壓模式電源

-電流模式電源

-高速電源3.新日本無線電源相關(guān)產(chǎn)品介紹3有壓降補償功能的LDO4USB接線帶USB接口的電子設(shè)備電腦AV功放車載音響及導航儀充電器5關(guān)于USB充電的接線問題MainPartUSBPortLongCableSmartPhoneTabletMainPart6關(guān)于USB充電的接線問題①接線電阻產(chǎn)生壓降

終端電壓降低引起充電速度減慢，電壓不穩(wěn)定導致很難滿足充電規(guī)格電壓(V)=電流(I)

電阻(R)電阻(R)電壓(V)5.0V(A點)(B點)電阻產(chǎn)生壓降(A點)(B點)電阻電阻電阻USB規(guī)格

VO=4.75V~5.25V

USB2.0:IO=500mA

USB3.0:IO=

900mAApple規(guī)格：4.75V

5.25V/1000mA接線端(B點):4.90V以上MainPart7關(guān)于USB充電的接線問題②負載電流引起壓降

終端電壓降低引起充電速度減慢，電壓不穩(wěn)定導致很難滿足充電規(guī)格電流(I)電壓(V)5.0V負載電流變化引起壓降負載電流(A點)(B點)電阻電阻電阻(A點)(B點)MainPart8目前的電路構(gòu)成各廠家各自定出最長接線規(guī)格，估算出壓降，相應提高輸出電壓例)USB規(guī)格:最長線長

5m,T公司規(guī)格：3m（電阻值0.313Ω）估算壓降后設(shè)定輸出電壓估算壓降后設(shè)定輸出電壓9有壓降補償功能的電源推薦使用內(nèi)有輸出電壓校正功能的NJM2815產(chǎn)品，就能夠減少接線阻抗搭配的設(shè)計工作量，提高設(shè)計速度。改變RADJ電阻就能調(diào)節(jié)LoadRegulation10壓降補償功能解說(A點)(B點)電阻電阻電阻隨電流增加上升電壓不變OutputCurrentLoadCurrentUSBPortVoltage(B點)OutputVoltage(A點)MainPart11NJM2815:有電壓校正功能

Io=1A的LDORADJ=10kΩ+0.25VRADJ=5.1kΩ+0.1VOutputCurrent(A)OutputVoltage(V)改變

RADJ電阻值，可以改變LoadRegulation（電壓校正）標準輸出電壓

5.1V±1.0%12<軟啟動功能>

減少沖擊電流<保護功能>

?過電流保護電路 ?短路保護電路 ?過熱保護電路（TSD）其他功能-易于構(gòu)成USB電源的便利功能<帶延遲功能的ErrorFlag輸出

>

?通報有過電流、短路、過熱 ?能應對HotPlug ?備有2種ErrorFlag

-AutoReleaseType

-LatchTypeVOUTAutoReleaseTypeLatchTypeShortControlVoltage:VCONT[V]OutputVoltage:Vo[V]Time:t[ms]13應用電路例用于校正LoadRegulation若把Vo_ADJ端子接地，輸出電壓為5.15V。若把Load_ADJ接地，將無電壓校正功能。有多個USB接口時，使用NJM2815能簡單構(gòu)成電源電路14壓降補償功能系列產(chǎn)品NJM2815:LDO類型輸出電流1A:ForSmartPhone?耐圧 : 10V?輸出電流

: 1A?輸出電壓

: 5.1V±1.0%@Ta=25oC?輸出電壓校正

: 0.25Vtyp.0to1A@RADJ=10kΩ?輸出Sink功能?輸出電容器

: CeramicsorElectrolyticCapacitor?SoftStart功能

: 4mstyp.?ErrorFlag輸出

: 帶延遲功能(AutoRelease,LatchType)?保護功能

: 過電流、短路、過熱保護?封裝

: HSOP-8NJW4119:開關(guān)穩(wěn)壓器類型輸出電流2A

:ForTablet?耐圧 : 45V?輸出電流

: 2.1A?輸出電壓

: 5.1V±1.0%@Ta=25oC?輸出電壓校正

: 0.25Vtyp.0to2A@RADJ=10kΩ?與外部同步功能?SoftStart功能?ErrorFlag輸出

: 帶延遲功能?保護功能

: 過電流、短路、過熱保護?封裝

: HTSOP-24UnderDevelopment15開關(guān)電源16開關(guān)穩(wěn)壓器（電壓模式）開關(guān)穩(wěn)壓器的反饋控制方式主要分為電壓模式和電流模式。<電壓模式>通過反饋環(huán)路，只把輸出電壓反饋給輸入端的反饋方式。輸出電壓經(jīng)分壓后，用ErrorAMP同基準電壓比較、放大，所得差值再和三角波比較，然后決定PWM信號脈寬，最終調(diào)節(jié)開關(guān)達到控制輸出電壓。電壓信號17開關(guān)穩(wěn)壓器（電流模式）<電流模式>

在電壓反饋電路里追加了電感電流反饋環(huán)路。

在控制ONDuty的PWM

Comp.輸入端輸入電感電流控制信號。

電流模式更容易提高電源的頻率特性，改善動態(tài)響應特性和穩(wěn)定性。電壓信號電流信號18開關(guān)穩(wěn)壓器反饋控制方式比較電壓模式電流模式構(gòu)成使用輸出電壓信號來控制。電壓反饋輸出電壓和電感電流2種信號來控制電壓+電流反饋相位補償設(shè)計各電路都需要配置容易（易于內(nèi)置）使用輸出電容器很難讓電路穩(wěn)定工作容易動態(tài)響應特性慢快振蕩頻率無論固定還是可變需要固定最小ON時間無限制限制在幾%新日本無線都有這兩種模式的開關(guān)穩(wěn)壓器。19電壓模式產(chǎn)品的低壓工作原理(現(xiàn)有電路)當VDD降至5.3V時，為了確保最低輸入輸出電位差，輸出VREG開始降低，導致將不能驅(qū)動負載。因此，輸入電壓(VDD)無法實現(xiàn)低電壓工作。此電路構(gòu)成，輸入輸出電位差最低需要約2V，所以不能實現(xiàn)低壓工作20低壓工作的電路構(gòu)成①②③①檢測出低電壓(5.6V以下)→MN3

ON②MN3ON之后，MP3的Gate電位降低，導致MP3ON③于是VDD將直接驅(qū)動VREG電路，輸出VREG可保持不變，

最終能夠?qū)崿F(xiàn)低壓工作2121NJW4152

低飽和穩(wěn)壓即使冷啟動時蓄電池電壓低，也能確保穩(wěn)定的LoadRegulation特性?能以低壓工作，即使冷啟動也能確保工作電壓?Duty最大100%，能低飽和穩(wěn)壓工作低UVLO的AB版本特性例當VIN

為4.3V時，能穩(wěn)定驅(qū)動3.3V微處理器2222NJW4152

內(nèi)置0.6A/1AMOSFET的降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器

內(nèi)置0.6A/1AのMOSFET，振蕩頻率可變，能滿足既注重效率又要求小型化的需求-保證125℃工作，廣泛應用于從車載AV到各種ECU■

封裝HSOP8MSOP8(VSP8)■性能

電壓模式控制

寬壓范圍

4.6V～40V(耐圧45V)

開關(guān)電流

1Amin.(Ver.A) 0.6Amin.(Ver.B) PWM控制方式

能對應陶瓷電容器

振蕩頻率

300kHz

1MHz

軟啟動功能

4mstyp.

低壓故障保護電路

過電流、過熱保護功能

待機功能■

系列

產(chǎn)品名ver.輸出電流工作電壓范圍封裝工作溫度范圍NJW4152GM1-AA1.0A4.6～40VHSOP8一般規(guī)格-40～+85

CNJW4152GM1-A-T1A1.0A4.6～40VHSOP8T1規(guī)格-40～+125

CNJW4152GM1-ABAB1.0A3.6～40VHSOP8一般規(guī)格-40～+85

CNJW4152GM1-AB-T1AB1.0A3.6～40VHSOP8T1規(guī)格-40～+125

CNJW4152R-BB600mA4.6～40VVSP8一般規(guī)格-40～+85

C■

應用電路圖輸出：HSOP8封裝:1AVSP8封裝：0.6A可任意設(shè)定振蕩頻率高頻率使L小型化輸入：耐圧=45V,工作電壓=40V■

應用傳感器、逆變器、PLC、車載AV、收音機23NJW4153

電流模式、內(nèi)置1AMOSFET的降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器-內(nèi)置相位補償電路，能以最少外接部件構(gòu)成-最適合微處理器、DSP等要求瞬態(tài)響應特性的電源■性能

?電流模式控制 ?寬壓范圍

: 4.6Vto40V ?開關(guān)電流

: 1.4Amin. ?PWM控制方式 ?內(nèi)置相位補償電路 ?待機功能 ?能對應陶瓷電容器 ?振蕩頻率

: 1MHz ?軟啟動功能

: 4mstyp. ?低壓故障保護電路 ?過熱保護電路 ?過電流保護功能 ?封裝

: SOT-89-5,DFN8-V1■封裝圖NJW4153U2(SOT-89-5)NJW4153KV1(DFN8-V1)■應用電路圖24負載瞬態(tài)響應特性比較NJW4152注重穩(wěn)定性，Cout=4.7uF配置，與NJW4153相比應用設(shè)定更加嚴格。變化量

50mV變化量

300mVNJW4153是電流模式控制，有良好的瞬態(tài)響應特性。變化量

50mV變化量

400mV25內(nèi)置電流模式相位補償使電路簡單化NJW4152電路例（電壓模式）減少外接部件使電路設(shè)計簡單化原11個→減少為7個（為不讓電源電路產(chǎn)生自激振蕩的相位補償電路設(shè)計變得簡單）NJW4153電路例（電流模式）條件

: VIN = 12V/24V VOUT = 5V IOUT = 1A26NJW4128/NJW4154/NJW4155(*UD)

電流模式、內(nèi)置

2.5A/3.0A/1.5AMOSFET的

降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器HSOP85.2×6.2×1.55mm產(chǎn)品名輸出電流[A]振蕩頻率[kHz]封裝NJW4155(U.D.)1.5300HSOP8TO252-5NJW4128(MP)2.5300,450HSOP8NJW4154(MP)3300HSOP8TO252-5-不需要外加相位補償器件，有利于節(jié)省空間、降低成本-備有PowerGood端子，宜于微處理器穩(wěn)定工作和各電源IC之間相互控制-有良好的瞬態(tài)響應特性，即使是負載變動很大的微處理器也能很好跟隨變化■特性 ?電流模式控制 ?能與外部時鐘同步 ?寬壓范圍

: 4.5Vto40V ?開關(guān)電流

: 2.5A,3.6A,4.5Amin. ?PWM控制方式 ?待機功能 ?內(nèi)置相位補償電路 ?能對應陶瓷電容器 ?振蕩頻率

: 300kHzto450kHz ?軟啟動功能

: 4mstyp.

?低壓故障保護電路 ?過電流保護功能

(Hiccup方式) ?過熱保護功能 ?PowerGood功能

(僅限HSOP8PKG) ?封裝

: HSOP8,TO-252-5■封裝圖■系列產(chǎn)品TO-252-527NJW4128

負載瞬態(tài)響應特性例27VIN=12V,Vout=3.3VIOUT=500mAto1.5AVIN=12V,VOUT=3.3VIOUT=10mAto1.5A10

s/DIV10

s/DIV⊿120mV

△80mV

△140mV*ReferenceVIN=12V,VOUT=3.3VIOUT=500mAto1.5A28NJW4128/NJW4154/NJW4155(*UD)

~過電流保護功能

Hiccup

方式的優(yōu)點

~逐脈沖方式限制過電流，開關(guān)電流持續(xù)流動，當輸出電壓降低時，電流將增加會產(chǎn)生發(fā)熱。使用Hiccup方式時，間隔一定期間停止再啟動，就可以抑制能量（發(fā)熱）。ONOFFONOFF50~100Count

24ms4ms過電流保護工作期間開關(guān)停止工作期間軟啟動恢復期間過電流保護工作期間伴隨負載恢復回歸正常工作SWPinSWPin<PulsebyPulse><Hiccup>當輸出電壓降低時，振蕩頻率將減為1/3，從而抑制開關(guān)電流增設(shè)停止期間，更能抑制能量輸出電流

[mA]輸出電壓

[V]HiccupNormal29為何要求SW.REG.的頻率要外部同步或

2MHz以上29那么，解決辦法有以下幾種方式。①外部同步功能

使用微處理器的時鐘信號改變SW.REG.的開關(guān)頻率②使用2MHz以上的頻率

使用比AM廣播頻帶高的頻率③使用250kHz以下的頻率

使用比AM廣播頻帶低的頻率（以前的解決方法）SW.REG.的開關(guān)頻率接近于AM廣播頻帶。如果頻率重疊使用，將導致AM廣播的S/N比降低。AM廣播頻率530kHz1600kHz(中國)設(shè)計定到1800kHzSW.REG.開關(guān)頻率②在2MHz以上工作①外部同步功能調(diào)諧避開頻率沖突③250kHz以下30各種方法和相對應用的區(qū)分外部同步功能300k～1MHz2MHz以上250kHz以下相對應用CarAVECU、MeterPanel

ApartofCarAVIdlingStopHighpowerapplications方法選用的理由為掌握AM接受信號頻率而選擇最佳SW.頻率。若用2MHz以上頻率，很可能效率會下降而引起發(fā)熱。想得到最大最小Duty。和音響有不同的安裝空間，無法知道AM的狀況。使用的是比AM頻帶高的頻率，可解決噪聲問題。想避開CISPR的6MHz頻率。和音響有不同的安裝空間，無法知道AM的狀況。使用的是比AM頻帶低的頻率，可解決噪聲問題。大功率電路為避免效率下降，選用低頻帶。L,C等部件尺寸一般小小轉(zhuǎn)換效率好可能降低一般對FM廣播的干擾（中國FM廣播范圍：88~108MHz)沒有因為接近于FM頻率，有干擾可能。CarAV可使用外部同步來解決。沒有因為低頻，很難干擾相應產(chǎn)品降圧：NJW4128

NJW4154

NJW4155升壓：NJW4132降圧：NJW4170

NJW4171

NJW4172升壓：NJW4132降圧：NJW4160升壓：NJW4140升壓2-Phase：NJW4141NJW417031NJW4170

內(nèi)置600mA,1AMOSFET的降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器■

應用■性能

?振蕩頻率

: 2.4MHztyp. ?最小ONTime : 80nstyp. ?電流模式控制 ?能與外部時鐘同步 ?寬壓范圍

: 4.5Vto40V ?開關(guān)電流

: 1.4A*min.(TBD) ?PWM控制方式 ?待機功能 ?內(nèi)置相位補償電路 ?能對應陶瓷電容器 ?軟啟動功能

: 4mstyp.

?低壓故障保護電路 ?過電流保護功能

(Hiccup方式) ?過熱保護功能■封裝圖NJW4170U2(SOT-89-5)NJW4170KV1(DFN8-V1)1A輸出內(nèi)置相位補償電路輸出易于使用陶瓷電容器高速SW驅(qū)動使L小型化把振蕩頻率設(shè)為2.4MHz，可避開干擾AM廣播頻帶。最適合12V→5V的應用。32新日本無線開關(guān)穩(wěn)壓器系列產(chǎn)品(降圧)NJW4152-BIo=600mA,MSOP8fosc=300k~1MHzNJW4150Io=300mA,TVSP8fosc=1MHzNJW4158Io=8A,TO220-4pinfosc=150kHzOutputCurrentNJW4153Io=1A,SOT89,DFN8fosc=1MHz1A3A8A500mACurrentModeVoltageModeNJW4155(UD)/NJW4128/NJW4154Io=1.5A/2.5A/3AHSOP8,TO252fosc=300kHz/450kHz,Ext.sync.NJW4170(UD)Io=1A,SOT89,ESON8fosc=2.4MHz,Ext.sync.HighFreq.2MHzoverNJW1933Io=600mA,SOT23fosc=500kHzNJW41601chMOSFETDrive(5V)VSP8,DMP8,fosc=50k~1MHzExternalMOSFETdriveNJW4152-AIo=1A,HSOP8fosc=300k~1MHzBuilt-inphasecompensationcircuit,FasttransientExt.sync.w/PowerGoodDottedLine:UnderDevelopmentNJ