tps5430应用电路详解_电源转换芯片TPS5430及其应用
一、引 言
地震前兆观测仪器是地震前兆观测的重要组成部分。只有仪器稳定、工作可靠, 才能为地震前兆分析工作提供连续的原始数据。不断的挖掘和采用高性能的元器件替换相对性能低的、旧的元器件是改善仪器性能的一条途径。
TPS5430是TI公司最新推出的一款性能优越的DC /DC开关电源转换芯片。我们对其进行了开发, 并将其应用到了TJ - 2型体积式应变仪的数据采集系统。
二、TPS5430简介
1.TPS5430特性
TPS5430具有良好的特性, 其各项性能及主要参数如下:
高电流输出:3A (峰值4A);
宽电压输入范围:5.5~36V;
高转换效率:最佳状况可达95%;
宽电压输出范围:最低可以调整降到1.221V;
内部补偿最小化了外部器件数量;
固定500kHz转换速率;
有过流保护及热关断功能;
具有开关使能脚, 关状态仅有17uA静止电流;
内部软启动与其他同类型直流开关电源转换芯片相比, TPS5430的高转换效率特别值得关注。
图1为在12V输入电压、5V输出电压时TPS5430转换效率与输出电流的关系曲线图。
图1 TPS5430芯片的效率- 电流关系曲线图
2.功能和结构
(1) 管脚说明:
TPS5430采取8脚SO IC PowerPADTM封装, 形式如图2。
图2 TPS5430封装
(2) 内部结构及功能:
①晶振(Oscillator) 频率。
固定500kHz转换速率, 使得在同样的输出波纹要求下产生更小的输出电感。
②基准(Reference) 电压。
通过缩放温度稳定能隙带电路的输出范围, 基准电压系统产生精确的基准信号。经测试, 在允许的温度范围内, 1.221V电压输出时能隙带和缩放电路保持平衡。
③ ENA (使能脚) 和( Slow Start) 内部软启动。
当ENA脚上的电压超过极限电压时转换器和内部的软启动开始工作, 低于极限电压,转换器停止工作软启动开始复位。ENA脚接地或电压小于015V时转换器停止工作。ENA脚可以悬空。
④ UVLO (欠压锁定) .
TPS5430带有UVLO电路。无论在上电或掉电过程中, 只要V IN (输入电压) 低于极限电压, 转换芯片不工作。UVLO比较器的典型迟滞值为330mV.
⑤ Boost Capacitor (启动电容) .
在BOOT脚和PH脚间连接0.01μF的陶瓷电容, 为MOSFET的高端提供门电压。
⑥ VSENSE (外部反馈) and Internal Compensation (内部补偿) .
输出电压通过外部电阻分压被反馈到VSENSE脚。在稳定状态下, VSENSE脚的电压等于电压参考值1.221V.TPS5430拥有内部补偿电路, 简化了芯片设计。
⑦ Voltage Feed Forward (电压正反馈) .
内部的电压正反馈保证了无论输入电压如何变化电源芯片都有一个恒定的增益。这大大简化了稳定性分析, 改进了瞬态响应。TPS5430的正反馈增益典型值为25.
⑧ Pulse - W idth - Modulation Control (脉宽控制) .
转换器采取固定频率控制方式。
⑨ Overcurrent Protection (过流保护) .
过流保护电路使得电流超过极限值时, 内部的过流指示器设置为真, 过流保护被触发。
⑩ Thermal Shutdown (热关断) .
接点温度超过了温度关断点, 电压参数被置为地, 高端MOSFET关断。受软启动电路的控制, 当接点温度降到比温度关断点低14℃时, 芯片重新启动。
三、TPS5430在地震前兆观测数据采集系统中的应用
数据采集系统是地震前兆观测仪器的重要组成部分, 它将传感器探测到的微弱模拟信号转换成数字信号, 并运算, 为后续的地震分析提供可靠数据。
最初, 我们曾采用MAX1626等芯片电源为TJ - 2型体积式应变仪数据采集系统供电,但在测试中我们发现系统工作不稳定, 仪器会出现自动重启现象。究其原因, 发现是MAX1626等芯片电源带负载能力不足够大造成的。因此, 经过多方考察, 我们最终选用带负载能力强、效率高、外围器件少的TPS5430芯片作电源, 为数据采集系统的A /D转换模块和数据处理模块供电, 原理如图3。
图3 数据采集系统原理图。
1.电路设计
在对TJ - 2型体积式应变仪数据采集系统的供电电源设计过程中, 首先要根据工作要求确定设计参数, 然后根据参数设计电路和选择外围元器件。
(1) 设计参数要求
输入电压范围: 10.8~19.8V;输出电压: 5V;输入波纹电压: 300mV;输出波纹电压: 30mV;输出额定电流: 3A.
(2) 应用电路
本系统电源设计选用TPS5430的经典电路, 如图4。
图4 1018~1918V输入转5V输出电压应用电路图
(3) 元件的选择
①输入电容。
TPS5430需要一个稍大些的退耦电容。这里推荐10μF (C 1) 的高性能陶瓷电容。也可以选择小一点的电容, 但要满足输入电压和额定电流波纹要求。
②输出滤波器件。
输出滤波器件, 即L 1、C 2.TPS5430具有内部补偿电路。输出电感与最大输出电流有关, 这里选择15μH电感。
输出电容是影响额定电压、额定波纹电流和等价阻抗( ESR) 的重要设计因素。此应用中选择220μF输出电容, 此时电路中产生的RMS波纹电流为143mA, 需要最大的ESR为40MΩ。
③输出电压设置。
输出电压由VSENSE脚的电阻(R 1、R 2 ) 决定。如果输出电压5.0V, 参考电压1.221V, R1为10kΩ, 则确定R2为3.24kΩ。
④ BOOT (启动) 电容。
BOOT电容C 2选择0.01μF.
⑤捕获二极管。
TPS5430需要外部捕获二极管, 选择B340A, 它的反向电压为40V, 正向电流3A, 正向电压0.5V.
2.电路板设计
TI公司推荐了TPS5430的10.8~19.8V输入转5V输出电压电路板布线和元器件放置方式图, 如图5。
TPS5430的电路板设计过程中要遵循一般电源转换芯片电路的设计原则, 以达到预期效果。另外还有两点需要注意:
① PowerPAD要求与地相连, 可在芯片正下方放置焊盘, 并打过孔, 以方便正确马爱虹等: 电源转换芯片TPS5430及其应用焊接。
②对ENA脚没有特殊要求时可悬空, 也可预留出信号过孔。
图5 电路板设计图
四、结 语。
目前, 利用TPS5430电源供电的TJ22型体积式应变仪的数据采集仪器已经在内蒙古、云南等很多地震台站中得到实际应用。经过验证电源工作状况良好, 各项性能均能满足工作要求, 可推广到其他硬件设计中。
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
tps5430应用电路详解_电源转换芯片TPS5430及其应用相关推荐
- tps5430应用电路详解_TPS5430的应用(1)
TPS5430是TI公司最新推出的一款性能优越的DC/DC开关电源转换芯片. 二.TPS5430简介 1.TPS5430特性 TPS5430具有良好的特性,其各项性能及主要参数如下: 高电流输出:3A ...
- tps5430应用电路详解_TPS5430电源芯片应用
文档来源为 : 从网络收集整理 .word 版本可编辑 . 欢迎下载支持 . 1 文档来源为 : 从网络收集整理 .word 版本可编辑 . 内容摘要: TPS5430 是 TI (美国德州仪器公司) ...
- 单端怎么转差分信号_单端转差分信号电路详解
单端输入指信号有一个参考端和一个信号端构成,参考端一般为地端,差分是将单端信号进行差分变换,输出两个信号,一个和原信号同相,一个和原信号反相.差分信号有较强的抗共模干扰能力,适合较长距离传输,单端信号 ...
- USB电路EMC设计标准电路详解
USB通用串行总线的电磁兼容性能关系到设备稳定性与数据传输的准确性,对于USB电路一般需要EMS抗干扰的设计. USB分为USB2.0.USB3.0 一.USB2.0的EMC设计标准电路详解 1.FL ...
- Spring事务管理详解_基本原理_事务管理方式
Spring事务管理详解_基本原理_事务管理方式 1. 事务的基本原理 Spring事务的本质其实就是数据库对事务的支持,使用JDBC的事务管理机制,就是利用java.sql.Connection对象 ...
- 晶振及其内部电路详解
晶振及其内部电路详解: 晶振原理:晶振,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低 的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振 ...
- realloc重分配内存详解_羽夜水之灵_百度空间
realloc重分配内存详解_羽夜水之灵_百度空间 realloc重分配内存详解_羽夜水之灵_百度空间 realloc重分配内存详解 最近在写source code时需要在数组的buffer小时重新申 ...
- python count函数代码_python count函数用法详解_后端开发
fgetc函数的作用详解_后端开发 fgetc函数的作用是从指定文件读入一个字符,要求文件的打开方式必须是以读或读写的方式或者追加的方 式,只写方式是不能读的. 在python中可以使用"c ...
- 0832工作原理详解_最经典MOS管电路工作原理及详解没有之一
欢迎加入技术交流QQ群(2000人):电力电子技术与新能源 1105621549 高可靠新能源行业顶尖自媒体 在这里有电力电子.新能源干货.行业发展趋势分析.最新产品介绍.众多技术达人与您分享经验,欢 ...
最新文章
- (Interrupt Latency) 中断延迟
- 在预测心脏病和中风这件事上,AI又超过了人类医生(附论文)
- Atitit.Java exe bat 作为windows系统服务程序运行
- 数据结构 单链表 (C++)(转载)
- Dojo API略解续
- JAVA异常处理正常的逻辑_JAVA异常的思考与总结
- 面向对象开发的五大基本原则
- [WinForm]dataGridView导出到EXCEL
- JSK-8 字符串长度【入门】
- 设计模式---桥接模式(C++实现)
- 记一次内存无法回收导致频繁fullgc机器假死的思路
- 解决JSP中文乱码问题
- 启明星辰产品解读_IPS
- latex加下划线_给latex文字加下划线和高亮显示
- python中title函数有什么用_Python 基础知识全篇-函数(Functions)
- 公司注册地址要注意,小心被拉“黑”,征信受影响
- 题目分析参考贺老师的答案————谁是小偷如何派任务
- 【图像检测】基于Itti模型实现图像显著性检测附matlab代码
- bim的二次开发需要什么语言_CAD二次开发语言简介
- 判断一个时间段是否经过了另一个时间段