基于 ISL6526 和 ISL6527 PWM 控制器的嵌入式 DC - DC 轉換器設計

在電子設備的電源設計中，DC - DC 轉換器是實現電壓轉換和功率控制的關鍵組件。今天我們就來深入探討一下基于 ISL6526 和 ISL6527 PWM 控制器的嵌入式 DC - DC 轉換器。

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一、ISL6526 和 ISL6527 概述

ISL6526 和 ISL6527 這兩款 IC 專為低電壓、高功率應用提供電源控制和保護。它們可以在 3.3V 至 5V 的偏置電壓下工作，內部集成了高性能誤差放大器、高精度參考源、固定的 300kHz 或 600kHz 內部振蕩器、過流保護電路以及兩個用于同步整流降壓轉換器的 MOSFET 驅動器。這兩款芯片都能在 DC - DC 轉換器吸收電流時調節輸出電壓，而且 ISL6527 還支持使用外部參考源。它們采用小型的 14 引腳 SOIC 或 16 引腳 5x5[mm] MLFP 封裝，詳細信息可在各自的數據手冊中找到。

二、參考設計

評估板選擇

評估板特點

ISL6526EVAL1 板搭載 ISL6526CB，并附帶 ISL6526ACB 樣品，更換控制器即可對 ISL6526ACB 進行評估。ISL6527EVAL1 同理。而 ISL6526EVAL2 和 ISL6527EVAL2 無需任何修改即可直接進行評估。所有評估板都采用相同的輸出濾波器、補償組件和 MOSFET，輸出配置為 2.5V，最大負載 5A。ISL6526 評估板輸出固定，ISL6527 評估板則可通過電位器將輸出電壓從 0.75V 調節到 3.0V。

三、快速啟動評估

評估板開箱即用，可接受 3.3V 至 5V 的標準電源輸入電壓，通過外部負載來測試輸出。板上設有引入電源和從穩壓輸出端汲取電流的接口，還有三個測試點，可實現與 ISL6526 和 ISL6527 的 CPVOUT(TP3) 和 CT1(TP1) 引腳的開爾文連接，ISL6526 的 ENABLE 引腳和 ISL6527 的 REF_IN 引腳可從 TP2 進行探測。

四、推薦測試設備

為了測試 ISL6526 或 ISL6527 的功能，建議使用以下設備：

1. 可調 0 - 5V、5A 能力的臺式電源
2. 電子負載
3. 帶探頭的四通道示波器
4. 精密數字萬用表

五、電源和負載連接

輸入電壓連接

將可調臺式電源的正極連接到 3.3V 接口 (J1)，負極連接到 GND 接口 (J2)。

輸出負載 - 源電流連接

將負載的正極連接到 VOUT 接口 (J3)，負極連接到 GND 接口 (J4)。

輸出負載 - 吸收電流連接

需要注意的是，負載的返回端必須浮空。將負載的正極連接到 3.3V 接口 (J1)，負極連接到 VOUT 接口 (J3)，以觀察調節器吸收電流時的輸出情況。

六、啟動和關機

啟動方式

有兩種啟動方式。第一種是給 IC 上電，當輸入電壓達到上電復位 (POR) 閾值后，軟啟動功能可使輸出電壓受控上升。第二種是使用 Enable/Shutdown 功能，將 ISL6526 的 ENABLE 引腳或 ISL6527 的 OCSET/SD 引腳拉低至 0.8V 以下，可禁用調節器，釋放該引腳則可啟動調節器。

關機方式

將 OCSET/SD 引腳或 ENABLE 引腳拉低并保持在 0.8V 以下，調節器將關閉，MOSFET 柵極立即拉低。

七、ISL6527 輸入參考

ISL6527 的一個顯著特點是其用于調節輸出的參考源來自外部，這使得轉換器能夠以任意期望的比例跟蹤另一個調節器的輸出，或者放大小信號。

八、紋波電壓和瞬態性能

紋波電壓

圖中展示了 ISL6526 和 ISL6527 在 300kHz 或 600kHz 運行時的輸出紋波電壓。

瞬態性能

分別給出了源瞬態和吸收瞬態負載下輸出的響應情況。

九、無損輸出電壓下垂

下垂是指輸出電壓的有意下降，與輸出電流成正比。采用下垂技術可以利用靜態調節要求，擴大瞬態邊緣輸出偏移的可用裕量，從而改善動態調節。在 ISL6526/27 評估板上雖未設置實現下垂的組件，但在實際設計中，若需要實現下垂，可通過在輸出電感兩端放置 RC 低通濾波器來實現，該濾波器的時間常數應與輸出電感及其對應的直流電阻的時間常數相等或非常接近。

十、效率

ISL6526 和 ISL6527 調節器可實現高效系統，評估板的效率如圖所示，轉換器在吸收和源電流時的效率相同。

十一、總結

ISL6526 和 ISL6527 是多功能的 PWM 控制器，使用這兩款 IC 可以實現緊湊且高效的調節器。它們的小尺寸和豐富的功能使其成為許多低電壓電源解決方案的理想選擇。

大家在實際設計中，是否遇到過類似芯片在使用過程中的一些特殊問題呢？歡迎在評論區分享交流。