【应用】国产5A大电流电源芯片AP2450应用于12V板卡，效率最高可达95%

时间： 2020-06-15 来源：世强

代理服务

技术支持

采购服务

某研究所的国产数据处理板，板卡形式为3U VPX类型，而且是处理器板+载板形式。板卡框图如下所示。

图 1 板卡框图

飞腾处理器板设计为模块形式，便于多个项目通用。载板按3U VPX规范进行设计，实现一些外围电路，从飞腾处理器引出了两路1000BASE-T的接口到背板连接器P1，作为背板通信接口；另外引出两路PCIex8高速接口，用于连接其他VPX板卡作为存储接口或者显示接口。飞腾处理器板设计为5V供电，而VPX板卡一般采用12V作为输入，所以需要在载板上进行12V到5V的转换。飞腾处理器功耗为15W左右，5V供电至少需要3A电流。对于进口电源器件，5A左右规格的型号很多，但是国产电源器件以前确很少有超过3A的。如果选用研究所的电源器件，则价格太高。在反复寻找后，发现伊凡微电子公司的AP2450可以满足该项目要求。

AP2450是国产厂家伊凡微电子公司的一款大电流DCDC电源芯片。具有3.8~38V的宽电压输入范围，输出电流最高可以达到5A，效率最高可达95%。而且内部集成了大电流的开关器件，可以有效缩小pcb布板面积，提高电源功率密度。性能上完全可以替代国外器件型号，如TPS54540。本文将介绍AP2450应用于12V板卡，并介绍在设计应用中的一些要点和注意事项。

其主要参数如下：

从上表可以看出，AP2450的输入电压最低为3.8V，最高为40V，覆盖了5V、12V、28V的常用电压范围，而该板卡输入电压为12V，适合使用；板卡需要的电流为3A左右，AP2450最大可以提供5A，有2A的余量，可以保证在某些突发情况下的瞬时大电流供应；输出电压范围0.8V-36V意味着器件可以用于如1.2V或者1.0V这类较低的电源供应场合，比如为DDR4供电，这里需要的是5V输出，也没问题；板卡的工作温度范围要求是-40~+80℃，AP2450的结温-40~+150℃完全满足需要；AP2450的开关频率范围是100~1100KHz，频率越高，需要的电感量越小，电感的体积也越小，可以减小PCB占用空间；封装SOP8也比较小。

此外，AP2450的效率曲线如下图所示。

图 2 AP2450效率曲线

从图上红色曲线可以看出，当输入为12V，输出为5V，且负载电流为3A时，AP2450的转换效率接近95%左右。

此外AP2450还有过流和过热保护，这些对电路的可靠性提供了进一步的保证。

经过对以上参数的分析和计算，我们决定用AP2450进行样板设计和测试。

AP2450的原理图设计如下所示。

图 3 AP2450原理图

从上图可以看出，AP2450的外围电路很简单。关键电路只需要几颗电阻电容就可以完成设计。

12V电源通过L15和C61、C62组成的LC滤波电路进行滤波，然后送入AP2450的2脚。D5用于防电源反接，避免12V因接反损坏AP2450。Z2是TVS，用来做浪涌保护，这里选择13V的TVS做过压保护，防止浪涌电压对电源造成干扰。输出端的L14用于防止负载产生的高频干扰通过AP2450反向回流到12V输入电源，对电源造成污染，影响其他设备工作。4脚外接的电阻用于设置AP2450的开关频率，这里取200K欧姆，设置的开关频率为500KHz。3脚是AP2450的使能引脚，该引脚可以连接到如MCU的GPIO，通过GPIO来控制AP2450的通断，这里直接上拉到12V，则在12V上电后AP2450就开始工作。

需要注意的是AP2450芯片底部有一块裸铜，如下图所示。需要将该裸铜连接到GND，以帮助AP2450进行散热。

图 4 AP2450 接地铜箔示意图

AP2450的pcb设计图如下所示。

图 5 AP2450 PCB设计图

在设计pcb时，和AP2450相关的器件需要紧靠AP2450放置（如图中黄框位置所示），特别是R72和R74反馈电阻，避免外界干扰造成输出电压波动。TVS要靠近电源输入的地方放置，如上图所示，以便能最好的吸收输入的浪涌电压，充分保护AP2450以及后面的负载。输入12V和输出5V（图中绿框所示）采用大面积铺铜，减小电流流过时产生的压降，也可以降低铜箔的温升，以便能更好地在高温环境（比如+80℃）中长时间工作。AP2450芯片底部的裸铜位置必须铺铜并添加多个过孔接地（如上图中红框位置），同时进行开窗，以便焊接时和AP2450的裸铜连在一起，帮助AP2450将热量尽快导入到GND，避免AP2450过热。

板卡的实物图如下所示。图中U9为AP2450，Z2为TVS二极管，D5为防反二极管。

图 6 AP2450板卡实物图

图中可以看出AP2450比一颗钽电容还要小很多，有效节约了PCB空间。

经过实际测试，AP2450在12V输入，5V输出3A电流时，效率可以达到92%，温升20度左右，输出纹波峰值在120mV左右，完全可以满足项目需要。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由深蓝的鱼提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

平台合作

提交评论

全部评论（0）

暂无评论

【应用】输入电压3.8~38V的同步降压DCDC转换器用于咖啡机，支持高达5A的连续输出电流

咖啡机的控制中心系统是最核心部位之一，本文介绍一款伊凡微的同步降压DCDC转换器AP2450用于咖啡机项目。它支持高达5A的连续输出电流。输入电压从3.8V到38V，瞬态公差高达40V，简化了输入浪涌保护设计。

2021-10-19 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

【应用】工作电压3.8~38V的降压转换器AP2450助力摄像机设计，连续输出电流达到5A

降压转换器AP2450的工作电压达到3.8V到38V，可以很好地覆盖到这两者的应用需求，而它连续输出电流达到5A，为摄像机大负载运行提供基础。而且在睡眠模式下的静态电流仅为25μA，低功耗有助于摄像机在轻负载或待机状态下需要高效率的应用。

2022-12-27 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

【应用】上海贝岭同步DCDC降压芯片BL8032为PCIe扩展板的USB接口供电，输入电压达18V，输出电流达2A

该项目是为某公司设计的一块PCIe扩展板，主要功能是通过PCIe总线扩展3个SATA和2个usb接口，其中SATA接口外接SATA硬盘作为存储设备，USB接口用来外接鼠标，键盘，U盘等USB设备。板卡电源为12V输入，选用上海贝岭的BL8032从12V转换为5V给USB接口供电，提供1A电流。

2022-05-07 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

【选型】国产同步降压DCDC芯片AP54335可兼容替代TPS54331，外围电路更简单

近期TI电源芯片价格上涨和交期延长，许多客户都在需求国产替代产品。某客户在其直流电源设备辅助供电板中选用了TPS54331，急需国产替代产品，本人给客户推荐了国产伊凡微的AP54335进行替代，本文从性能参数、引脚定义和典型应用电路等方面分析替代可行性。

2021-09-25 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

【选型】可pin-pin替换矽立杰SY8113I的DCDC芯片AP8113B助力4G路由器设计，静态电流更低

在4G路由器供电电源电路设计时，一般需要12V转5V或3.3V DCDC给后级供电。之前不少公司会选用矽立杰的SY8112I，但随着成本压力增加，急需找一颗国产高性价比替代品。本文重点推荐国产伊凡微DCDC AP8113B，可从电性能参数、封装等方面完美替换SY8113I。

2020-03-25 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

AP2450 PCBLIB&SCHLIB&INTLIB

伊凡微 - 同步降压DCDC转换器,SYNCHRONOUS STEP-DOWN DCDC CONVERTER,AP2450

2023/12/26 - CAD模型库代理服务技术支持采购服务

【选型】伊凡微电子（YFW）DC-DC/LDO/AC-DC/同步整流/QC3.0/USB识别IC选型指南

DC-DC AC-DC LDO 同步整流IC QC3.0快充和USB识别IC

伊凡微 - QC3.0快充,DC/DC,DC/DC产品,QC3.0快充IC,LDO,USB识别IC,低功耗LDO,同步整流IC,AC-DC,QC3.0快充和USB识别IC,低功耗DC-DC,AC/DC产品,AP3031,AP3670,AP2470,AP2450,AP3031B,AP3320,AP4134,AP6601Q,AP3524B,AP5889,AP0530,AP3620,AP0531,AP3610,AP0532,AP3615,AP8113B,AP202,AP201,AP402,AP54331,机顶盒,电视机,安防监控,快充市场,电源,路由器,光猫,网通市场

选型指南代理服务技术支持采购服务

【选型】替代Silergy公司SY8303的完全集成同步降压型DC-DC转换器AP2450

AP2450是伊凡微推出的一款完全集成的同步降压DC-DC转换器，支持5A连续电流输出，宽输入动态范围3.8V~38V，输出电压0.8V~36V可调，通过改变外部电阻值可调节开关频率，同时支持外部时钟同步。可替代Silergy公司SY8303同步降压DCDC转换器。

2019-08-21 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

伊凡微-MPS/TI/立琦/矽力杰型号对照表

型号- TPS54540,TPS562201,MP1471,AP8266,LP2951,AP3108L,RT6222,AP202,AP3615,AP201,AP402,TPS54331,TPS563201,TPS706,OB5282,AP2470,ZS5889,TPS54335,ZS5887,TPS563208,TPS54531,AP4134,LP35112,FP6601Q,TPS709,RT7739,SY8120B1ABC,AP0530,TPS797,AP0531,AP0532,MP1470,MP2162,AP3031,AP3670,MP6901,TPS2513,TPS2514,SY8113BADC,MP6907,MP6908,LD5760,AP8113B,TPS780,OB2269,RT7294,RT7295,TPS54231,MP1484,EUP2371,MP1482,MA5887,AP2450,MP2136,OB2273,TPS715A,MA5889,AP6601Q,AP3103A,MP1471A,LD8525,LP5910,AP3105,LM3670,TPS562208,AP5889,LP5912,OB5269,JW7715,LM3671,RT7285,SY8088,SY8089,LD8523,AP54331

对照表 - 伊凡微

【选型】国产同步降压DC-DC转换器替换TI TPS54540DDAR可行性分析，静态工作电流仅25μA

伊凡微AP2450是一个完全集成的同步降压DCDC转换器，采用峰值电流模式控制，脉冲宽度调制（PWM）和脉冲跳过模式（PSM）之间的无缝过渡确保了卓越的瞬态响应，在睡眠模式下的静态电流为25μA可以作为TI TPS54540DDAR的替换备选。

2021-11-30 - 器件选型代理服务技术支持采购服务

伊凡微电子（APD）AP2450 40V 5A低Iq同步降压DCDC转换器数据手册

The AP2450 is a fully integrated synchronous stepdown DCDC converter supporting up to 5A continuous output current.

伊凡微 - 40V 5A，低IQ同步降压DCDC降压,40V 5A, LOW IQ SYNCHRONOUS STEP-DOWN DCDC BUCK,同步降压DCDC转换器,AP2450,INDUSTRIAL AND MEDICAL DISTRIBUTED POWER SUPPLIES,光通信与网络系统,DRONE,CORDLESS HOME APPLIANCE,GPS TRACKER,BATTERY PACK POWERED SYSTEM - CORDLESS POWER TOOLS,工业和医疗分布式电源,LCD显示器,GPS追踪器,USB C型电源,USB CHARGING,LCD DISPLAY,点烟器适配器,无绳家电,CHARGERS,OPTICAL COMMUNICATION AND NETWORKING SYSTEM,AUTOMOTIVE SYSTEM,充电器,无人机,USB充电,USB TYPE-C POWER DELIVERY,电池组供电系统-无绳电动工具,航空建模,AERO MODELING,汽车系统,CIGARETTE LIGHTER ADAPTERS

数据手册代理服务技术支持采购服务