BUCK电路开关频率配置实例(1)

此文来自《开关电源宝典·降压电路(BUCK)的原理与应用》“5.4 开关频率配置”章节。

有些小封装或引脚数量小于8的开关电源控制器或转换器没有提供用户可配置开关频率的功能，比如SOT23-5封装的降压控制器TPS64203DBVR。但是，现在很多开关电源芯片都会提供开关频率配置引脚RT/CLK/SYNC，或者可以同步外部时钟。

不同开关电源芯片的开关频率配置方法可能不同，接下来以LM5088MHX-2/NOPB、TPS54561DPRT、LTC3707EGN-SYNC#PBF 和 ADP3020ARU四个器件为例，介绍在实际电路中如何配置开关频率，具体内容也可参考对应器件的规格书。

实例1：LM5088MHX-2/NOPB器件的开关频率配置方法

图 5.19 LM5088MHX-2/NOPB器件规格书中开关频率配置方法的描述

根据LM5088MHX-2/NOPB规格书，该器件的开关频率配置引脚为RT/SYNC，可以通过在该引脚上连接一个对地的电阻以配置开关频率，也可以通过电容耦合，使用外部时钟。

需要注意的是，当使用外部时钟时，该引脚上的对地电阻依然是需要的。

由“3.1 基本概念”章节和“3.4 降压电路的功率、损耗和效率”章节相关内容可知，较高的开关频率将允许电路中使用较小的功率电感和输出电容，但是由此导致的高边开关管和低边开关管（或续流二极管）损耗也会相应增加。

所以，还是这个原则，即“开关频率的选择是电路尺寸与转换效率的权衡取舍”。

图 5.20 LM5088MHX-2/NOPB器件应用框图

图 5.21 LM5088MHX-2/NOPB器件典型应用电路

注：根据LM5088MHX-2/NOPB规格书，该典型应用电路中自举电容 C_BOOT 的取值为0.1uF。

图 5.21所示，是LM5088MHX-2/NOPB器件典型应用电路，输入和输出参数如下：

输入电压 VIN=5.5V-36V（典型值为12V），输出电压 VOUT=5V，输出电流IOUT=7A。

对于这类输出电压大于5V的非同步降压电路，通常开关频率在250kHz-700kHz范围内，是尺寸与效率之间较为合理的综合。

针对上述应用电路，我们选择开关频率为250kHz，那么根据图5.19中的公式(1)计算，RT阻值为

最接近的标准阻值为24.9kΩ，所以实际电路中选择开关频率配置电阻为RT=R3=24.9kΩ。

与LM5088MHX-2/NOPB器件的配置方法不同，TPS54561DPRT器件的时间电阻RT与开关频率fsw之间的关系式如下：

在输入电压VIN=7V-60V（典型值为12V），输出电压VOUT=5V，输出电流IOUT=5A条件下，当取开关频率为400kHz时，计算出所需电阻为RT(kΩ) = 101756 / (400(kHz) ^ 1.008) = 242kΩ。

实际可取接近的阻值243kΩ，这就是图 5.7 TPS54561DPRT参考电路中R3 = 243kΩ的取值依据。

注：如下补充图5.7，具体可参考TPS54561DPRT规格书。

图 5.7 TPS54561DPRT参考电路原理图