电源5V Step-Down Converter

Laspide

方案名称：
电源5V Step-Down Converter

方案描述：
设计一款DC输入6.3-36V，输出5V，3.5A的降压转换电路

设计输入
#  名称         数值                 说明
1. 输出电流         3.5 A                 最大输出电流
2. Iout1         3.5 Amps         Output Current #1
3. Vin 最大         36.0 V         最高输入电压
4. Vin 最小         6.3 V                 最低输入电压
5. 输出电压        5.0 V                 输出电压
6. Vout1        5.0 Volt         Output Voltage #1
7. base_pn        TPS54340         美国国家半导体的产品编号
8. 源                 DC                输入源类别
9. 工作环境温度 50.0 degC         环境温度

工作数值
#         名称                 数值                 类别                 说明
1.         Cin IRMS         564.202 mA         Current         输入电容器均方根纹波电流
2.         Cout IRMS         268.535 mA         Current         输出电容器均方根纹波电流
3.         IC Ipk                 3.965 A         Current         电路内的峰值开关电流
4.         Iin Avg         533.37 mA         Current         平均输入电流
5.         L Ipp                 930.234 mA         Current         峰值到峰值电感器纹波电流
6.         BOM 数量         15                 General         Total Design BOM count
7.         大小                 667.0 mm2         General         BOM组件的总所占面积
8.         频率                 484.028 kHz         General         开关频率
9.         模式                 CCM                 General         传导模式
10.         Pout                 17.5 W                General         总输出功率
11.         总 BOM                 $5.31                 General         Total BOM Cost
12.         Vout OP         5.0 V                 Op_Point         Operational Output Voltage
13.         交叉频率         30.236 kHz         Op_point         波特图交叉频率
14.         占空比 1        4.524 %         Op_point         占空比
15.         效率                 91.14 %         Op_point         稳态效率
16.         IC Tj                 69.165 degC         Op_point         电路接点温度
17.         ICThetaJA         26.0 degC/W         Op_point         电路接点到环境热敏电阻
18.         IOUT_OP         3.5 A                 Op_point         Iout 操作点
19.         相位裕度         79.772 deg         Op_point         波特图相位裕度
20.         VIN_OP                 36.0 V                 Op_point         Vin操作点
21.         Vout p-p         7.189 mV         Op_point         峰值到峰值输出纹波电压
22.         Cin Pd                 954.972 μW         Power                 输入电容器功率耗散
23.         Cout Pd         82.928 μW         Power                 输出电容器功率耗散
24.         二极管 Pd         720.5 mW         Power                 二极管功率耗散
25.         IC Pd                 737.102 mW         Power                 电路功率耗散
26.         L Pd                 242.55 mW         Power                 电感器功率耗散
27.         整体 Pd         1.701 W         Power                 总功率耗散



方案截图：

设计开始


选择芯片


生产设计，采用TPS54340


替代元件选择


元件替代后，设计指标变化
成本，面积下降，效率也降低了


生产图表


原理图

对比方案：
由Linear芯片LT3680构成的同等降压电路


比较采用TPS54340的方案1与采用LT3680的方案2
方案1的工作效率优于方案2，
方案1中芯片的开关频率较低
方案1使用器件较方案2多，面积、功耗较大。

可以看出使用WEBENCH可以得到和实际应用电路接近的效果。

心得：
WEBENCH做电压变换电路的设计很方便，可供选择的方案很多，可以迅速前期对各种芯片方案进行比对。
同时外围器件也提供了多种选择，灵活性很强。
仿真计算的能力也很强大，使用者可快速看到计算结果，评估方案是否达到设计要求。