【应用】输入电压28V/输出电流3A的同步降压DCDC SCT9336用于热敏票据打印机
SCT9336为芯洲科技同步降压DCDC产品，最高输入电压高达28V，最大连续输出电流3A，适用于各种热敏票据打印机应用。热敏票据打印机是常见商用打印机，通过加热打印机头打印出需要的图案或文字。相较于传统针式票据打印机，热敏票据打印机具有速度快、噪音低、打印清晰、使用方便等多方优点。热敏票据票据打印机一般采用24V或者12V适配器为内部电路供电。
1 、热敏票据打印机电路结构
热敏打印机内部电路由如下部分组成：电源转换模块、控制与连接模块、打印机头模块和热敏纸传动模块。
电源转换模块由DC/DC降压转换器及其外围电路构成，负责将电源适配器输入电压转换成打印机其他模块所需供电电压。控制与连接模块主要由MCU，Wifi/2G模块和外部接口组成。打印机头模块包括热敏打印头和使能开关，该模块负责打印内容，加热打印机头。热敏纸传动模块由传动马达和驱动构成，控制热敏票据打印机打印速度。
热敏票据打印机根据适配器和热敏打印头耐压的不同，按照热敏打印机头供电方式的不同，可分为适配器间接供电型和适配器直接供电型两种类型。适配器间接供电型热敏票据打印机的打印机头需要9V左右供电电压，该供电电压通常通过DC/DC降压转换器从适配器输出电压转换而来。
图1 适配器间接供电型热敏票据打印机
打印机头一般由耐热电阻和陶瓷加热片组成。打印时，相应的加热电流流过耐热电阻将电能转换为热能，陶瓷加热片接收该热能并与热敏打印纸接触实现打印。同时，由于打印图片或文字的非连续性，以及热敏打印纸在打印过程中不断向外传动、输出打印纸张，因此输入热敏打印机头加热电流为脉冲电流。
2、SCT9336在热敏票据打印机应用的方案
芯洲科技同步DC/DC降压转换器SCT9336搭配同系列产品SCT2330，为适配器间接供电型热敏票据打印机提供完整、高性能和高可靠性方案，如下图2所示。
SCT9336是一款输入电压范围为3.8V至28V、输出电压可调，输出电流为3A的同步降压DCDC转换器。芯片内部集成了功率MOSFET管，导通电阻分别为上管85mΩ，下管48mΩ。采用峰值电流控制模式，提供内部回路补偿减少了外围器件数量，为用户简化了设计并降低了整机成本。SCT9336的封装为ESOP-8，提供良好的散热。该芯片具备输出电压过压保护，开关峰值电流限制和过热保护，为实际应用中的安全性提供多重保障。
图2 芯洲科技方案
SCT9336用于间接供电型热敏票据打印机原理图：
图3 SCT9336方案原理图
3、SCT9336方案的设计注意事项
由于热敏票据打印机的负载为脉冲电流负载，在电路设计中应注意如下四点：
1、建议选择不小于15uH，注意电感饱和电流的选取。
2、针对24V适配器热敏票据打印机的应用，推荐加入SW吸收电路。该吸收电路可以依据实际电路中SW振铃程度具体选择。本方案推荐SW吸收电路由2Ω电阻和4.7nF，X7R或者X5R陶瓷电容串联构成。同时，建议加入一个10Ω BOOT 电阻。
3、针对12V适配器热敏票据打印机的应用，SW吸收电路和BOOT电阻可以根据SW振铃的实际情况，选择保留或者删除。
UVLO电阻可以用来设置SCT9336电路的启动和关断电压。如果系统无特殊要求，UVLO可以移除。
图4 SCT9336 EVM PCB版图
良好的PCB版图是保证该方案稳定、高效工作的关键点。PCB板上的寄生电感在高速开关的电流或者电压通路上产生噪声干扰，进而影响性能。为了更好的性能，请按照下面的版图指南进行布线：
• 功率地布线非常关键。黄金规则是最小阻抗布线和功率均匀散开布线。充足的地布线将优化热性能，反之将造成区域过热。
• 将一个小ESR 的0.1uF陶瓷电容放置在离VIN引脚和地之间，越近越好。以此降低寄生影响。
• 为了让IC良好的全负载工作，表层地必须提供足够大的散热区域。同时，表层SW回路需要最小阻抗。
• 底层布大区域地，通过过孔与表层地相连。热焊盘区域需要多个过孔直接与芯片热焊盘以及底层地相连。芯片的中心热焊盘同时为芯片GND，应该始终牢固稳定的与PCB板相连。散热盘与PCB板不良好的焊接，将会导致SW更高的振铃和功率管击穿的风险，同时存在热性能降低的风险。推荐使用8mil直径的散热过孔。
• 输出电感放置与SW PIN脚越近越好。
• 反馈电阻应当连接到模拟小信号地上，该模拟小信号地为独立地区域，单点与GND PIN脚相连而不与任何大地（Power GND）连接。
• 为了保证顶层地尽量完整，BOOT 电容布线通过过孔经底层布线回到顶层，不在顶层直接布线。
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