一种高转化效率的DC-DC开关电源的制作方法

本发明涉及一种开关电源，特别是一种高转化效率的dc-dc开关电源。

背景技术：

开关模式电源（switchmodepowersupply，简称smps），又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源（例如市电）或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，例如个人电脑，而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。

现代开关电源有两种：一种是直流开关电源；另一种是交流开关电源。这里主要介绍的只是直流开关电源，其功能是将电能质量较差的原生态电源（粗电），如市电电源或蓄电池电源，转换成满足设备要求的质量较高的直流电压（精电）。直流开关电源的核心是dc/dc转换器。因此直流开关电源的分类是依赖dc/dc转换器分类的。也就是说，直流开关电源的分类与dc/dc转换器的分类是基本相同的，dc/dc转换器的分类基本上就是直流开关电源的分类。

集成电路芯片正常工作必须有稳定的电源供应，特别是fpga的核心电压一定要求稳定，否则会烧坏整个芯片。而现有技术的开关电源结构复杂并且提供的电源转化率较低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种高转化效率的dc-dc开关电源。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高转化效率的dc-dc开关电源，其特征在于：包含芯片u5，u5的1脚连接电阻r38一端和电阻r40一端，电阻r38另一端接地，电阻r40另一端连接u5的8脚，u5的8脚还连接电容c148一端、电容c149一端和电容c150一端，电容c148另一端、电容c149另一端和电容c150另一端接地，u5的2脚连接电阻r35一端和电阻r37一端，电阻r37另一端接地，u5的3脚连接电容c161一端，电容c161另一端接地，u5的4脚连接电容c162一端，电容c162另一端接地，u5的7脚连接电容c152一端。

进一步地，所述芯片u5为tps54328芯片。

进一步地，所述u5的9脚和5脚接地。

进一步地，所述u5的6脚连接电容c152另一端和电感l6一端，电感l6另一端连接电阻r35另一端、电容c156一端、电容c157一端、电容c158一端和电容c65一端，电容c156另一端、电容c157另一端和电容c158另一端接地，电阻r35另一端连接1.5v电源。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明的高转化效率的dc-dc开关电源结构简单，成本较低，并且转化效率高。

附图说明

图1是本发明的一种高转化效率的dc-dc开关电源的示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，本发明的一种高转化效率的dc-dc开关电源，包含tps54328芯片u5，u5的1脚连接电阻r38一端和电阻r40一端，电阻r38另一端接地，电阻r40另一端连接u5的8脚，u5的8脚还连接电容c148一端、电容c149一端和电容c150一端，电容c148另一端、电容c149另一端和电容c150另一端接地，u5的2脚连接电阻r35一端和电阻r37一端，电阻r37另一端接地，u5的3脚连接电容c161一端，电容c161另一端接地，u5的4脚连接电容c162一端，电容c162另一端接地，u5的7脚连接电容c152一端。

u5的9脚和5脚接地，u5的6脚连接电容c152另一端和电感l6一端，电感l6另一端连接电阻r35另一端、电容c156一端、电容c157一端、电容c158一端和电容c65一端，电容c156另一端、电容c157另一端和电容c158另一端接地，电阻r35另一端连接1.5v电源。

本发明的芯片采用tps54328芯片，该芯片的输入电压范围为4.5v~18v，输出电压范围为0.765v~7v，转化效率高待机模式下电流仅为10ua。tps54328在轻负载的时候仍能保持高的转化效率。该芯片允许输出电容为低等效串联阻抗（esr）的poscap、sp-cap等和超低等效串联阻抗（esr）的陶瓷电容。该芯片还具有可调的软启动时间，开关频率为700khz。该款芯片内部集成了两个n沟道的mosfet，进一步提高了芯片的转化效率。

输出节点到vfb管脚之间的分压电阻r35、r37的比值决定了输出电压的大小，输出电压计算公式：vout=0.765×(1+r35/r37)；使用如公式vout=0.765×(1+r35/r37)和所需输出的电压值计算出两个电阻的比值。根据比值的大小挑选电阻，本发明选用较大的阻值的电阻来提高轻负载时的转化效率，而且电阻越高对噪声和输出电压误差的敏感度越高。由于电阻和参考电压都存在一定的误差，输出电压可能会偏离设计值但是只要在芯片要求的范围内均可，为了使输出电压更接近理想值、挺高节点性能，本节点设计时选用精度为1%电阻。

u5芯片输出电压需要添加输入滤波和储能电容，这些电容保证为本开关芯片提供稳定的杂波较小的电源供给，本发明使用两个10uf和一个104的电容组合来实现储能和滤波。

为了正常的工作在vbst和sw之间需要加一个0.1uf的自举电容，在vreg5和地之间增加一个1uf的电容，这两个电容均使用陶瓷电容。

u5芯片输出滤波使用lc滤波的方式，电感需要根据经验、输出电流和芯片的工作频率来确定，输出电容也需要根据输出电压、输出电流来确定。在本发明中，电感选用1.5uh，允许的最大电流为3a，输出电容使用两个22uf的电容和一个104的电容相结合实现储能滤波的功能。由于芯片内部集成mosfet，故不需要外接肖特基二极管。使能端直接对vin进行分压得到，由于u5芯片没有上电时序的要求，故不需要利用该使能端去控制上电时序。输出电压出加一个0欧电阻为了便于和便于调试，测试电流等。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高转化效率的DC‑DC开关电源，包含芯片U5，U5的1脚连接电阻R38一端和电阻R40一端，电阻R38另一端接地，电阻R40另一端连接U5的8脚，U5的8脚还连接电容C148一端、电容C149一端和电容C150一端，电容C148另一端、电容C149另一端和电容C150另一端接地，U5的2脚连接电阻R35一端和电阻R37一端，电阻R37另一端接地，U5的3脚连接电容C161一端，电容C161另一端接地，U5的4脚连接电容C162一端，电容C162另一端接地，U5的7脚连接电容C152一端。本发明结构简单，成本较低，并且转化效率高。

技术研发人员：王邠;邓建芳
受保护的技术使用者：南京铁道职业技术学院
技术研发日：2018.11.15
技术公布日：2019.02.15