BUCK电路—5V转1.2V设计实例

实际设计一个降压电路事实上挺简单的，只要学会看数据手册就行，本次设计使用TI的芯片TPS62903进行设计说明。

设计就得有设计需求，比如输入电压，输出电压，纹波，输出电流等等。

本次设计的需求很简单：

VIn：5V，Vout:1.2V .Ioutmax: 2A.

（一）

第一步看芯片手册第一时间看功能描述，如下图，可以基本了解此电源芯片的基本情况。比如。工作频率、输出电流、工作温度，反馈参考电压、封装等等。在了解了芯片的基本情况，就能大概考虑是否此芯片符合我们的设计需求。

（二）

设计电源电路这第二步得看芯片手册中对芯片的电气特性（Electrical characteristics）描述部分，能更详细的得出芯片的详细参数。如下图，咱们可以看出，可选频率为1M或2.5MHZ频率，VOUT精度可达±1%VOUT精度可达±1%，输入电压范围3v ~ 17v、等等

（三）

搞设计只设计咱们想要的，要功能也只挑选咱们想实现的进行。这就得看看芯片的引脚描述和参考设计了，如下图所示。

这个芯片，共有9个引脚。分别是：输出良好引脚，开关调节引脚，电压输出检测引脚，地脚、使能引脚、模式选择引脚，延时设计引脚、反馈输入引脚。

咱们做设计就要了解每一个引脚的作用，然后进行设计。

第一个引脚PG 引脚，全称POWERGOOD，一般用于下一级电源使能，这个芯片的输出电压稳定后，这个引脚才会输出一个高电平，表示我输出OK了，你可以进行下一步了。一般会使用一个电阻将其上拉，上拉电压依据设计决定，本次设计没有二级电源，保持悬空。

第二个是SW引脚，转换器开关引脚，连接内部电源开关。连接SW和输出电容之间的需要一颗电感，电感后面需要连接滤波电容设计。

第三个VOS，输出电压检测引脚。直接连接到输出电容的正引脚。

第四个GND是干嘛的我就不解释了。

第五个EN引脚，使能引脚，这个引脚的电压高于一定值，这个芯片才会工作。

第六个VIN引脚，电压输入端，需要滤波电容设计。

第七个MODE引脚，模式选择引脚，可实现设备模式选择(自动PFM/PWM或强制PWM操作)和SmartConfig™引脚

第八个SS/TR引脚，软启动时间设置引脚，从这个引脚连接到GND的外部电容定义，内部参考电压的上升时间。引脚也可以用作跟踪的输入和测序。引脚可以保持浮动最快的上升时间

第9个FB、VSET引脚，FB表示:电压反馈输入。连接电阻输出分压器到这个引脚。VSET:输出电压设置引脚。将电阻连接到GND来选择输出电压；

然后继续向下阅读。

电源的内部结构，可以了解一下，知道DC_DC芯片是如何工作的

（四）

很多手册都会给出推荐值，下图是手册给出的推荐器件的值范围

1、手册给出了频率设置电阻选型。本次设计选择1MHZ，频率越高，开关管的损耗越高，开关频率升高时，效率会下降。若要改善各种频率下的效率，就应选择低导通阻抗、低闸极电压和满负载时静态电流很小的直流电源转换器，或者使用等效阻抗更小的电感和电容。

2、通过对MODE引脚上拉、连接电阻，可以实现不同频率的选择。

对FB引脚操作可以实现固定输出或可调输出，手册已经给出了推荐连接方式如下图是固定输出设计。

根据给出的调节公式计算阻值，实现可调输出设计，如果没有看到手册给出推荐值，一般先确定一个值，然后去计算另一个值，本次设计以可调设计，电阻选择两个100K电阻（封装小一点，节省PCB布局空间）。

（五）

算好了输出电压，就得选择输出电感了。手册中已经给出了IL值，IL值就是电感通过的电流值，即IDC（本次设计需求最大值为2A），ΔIL是电感的纹波电流，会影响输出电压的纹波。

对于一个固定的电感量而言，输入电压越高，纹波系数就越高。当输入电压固定时，电感量越小，纹波系数就越高。纹波系数越高，意味着流过电容的纹波电流越大，对于相同的纹波电压需求来说，就需要更大的电容量。

一般情况下纹波系数r可以使用r=ΔIL/IOUTmax=0.5进行计算，也可以适当选择0.4或者0.6，依据设计情况确定。IOUTmax是“电流最大值”，可以根据需求分析，负载端的功耗评估得知。本次设计需求纹波为输出电压的2%。即1.2*2%=0.024V。

即已知△IL=2*0.5=1A.

求得Ｌmin=0.76uH.最小值为0.76，本次设计使用2.2uH的电感（可选其他电感），可以反推出△IL。进而求得纹波系数。

（六）

电源的输入输出都需要使用电容滤波。手册中已经给出了如何选择滤波电容。输入输出电容可选22uF

（七）

软启动设计，手册中Iss的典型值给的2.5uA，可根据实际情况选择，本次设计选择1nf电容，进行设计。

（八）

设计完成效果图如下：