【技术大神】DCDC降压芯片SGM6130替代LM2576-3.3在宽电压、大电流供电系统中的应用设计
产品背景
笔者在之前设计过一个桌面型短信猫设备,设备对外提供两种接口，一种是电源供电口，一种是USB转串口。串口用于和计算机之间的数据交互。由于短信猫上电瞬间需要高达3A的电流，所以我们在设计电路的时候，采用了常规电源设计方案----LM2576-3.3.输入电压为12V。所以在给用户提供的设备中，提供了一个12V电源适配器，由于成本问题，向用户提供电源适配器的电源适配器质量不是特别好，总是有5%的情况下出现输出电压不稳，导致设备要么不工作，要么烧毁，而对于用户来说，设备总是出现故障，往往就想上级领导发起投诉，搞的我们技术也是相当郁闷，而采购又不肯更换这个低廉价格的电源适配器，后来经过我们商议，从技术层面入手。
产品选型
对于新的硬件设计，选型上有几个点需要注意：
1、宽电压输入，范围越宽越好；
2、可以输出3A@3.3V;
3、电路尽可能的简单，不要过于复杂；
4、成本尽可能低；
在世强的APP上无意中浏览到了圣邦微电子（大家猜猜，圣邦微电子应该是叫圣邦-微电子，还是叫圣邦微-电子呢）的宽电压DCDC降压芯片SGM6130，实话说，我之前很少使用国产芯片，总是觉得国产芯片在品质上差了那么一丢丢，通过推送的产品介绍觉得应该满足要求，所以找来技术手册进行细细研读。
首先，圣邦微宽电压DCDC降压芯片SGM6130输入电压：4.5-28.5，这个范围可以说足够宽泛了，在高点都超过人体的耐压电压了。
其次，圣邦微宽电压DCDC降压芯片SGM6130在3.3V下输出3A电流也不是问题，更何况我这个应用不需要持续的3A电流。
再次，圣邦微宽电压DCDC降压芯片SGM6130是DCDC降压芯片，需要匹配外围器件，我查了一下总共需要11个外围组件，相对来说还可以接受，不过确实比传统的LDO方案LM2576多了那么几个。好在不是特别多。
最后，成本上来讲，这个芯片价格在1.5RMB左右，而LM2576要10RMB左右，其中主要原因是LM2576是进口的，而便宜的国内的基本都是拆机件。在价格上来讲圣邦微宽电压DCDC降压芯片SGM6130占足了优势。
最后的最后，圣邦微宽电压DCDC降压芯片SGM6130的转换效率高达94%，关断电流低至18uA，还有过流过温保护等，虽说这些功能在我的设计里不是主要因素，但总体来讲这个芯片真心不错。有这么多优势，那么就定了这个芯片了。接下来开始实际设计。
硬件设计
圣邦微宽电压DCDC降压芯片SGM6130芯片手册中给出了详细的电路原理图，可按着这个图做设计即可。
同时芯片手册中还给出了各个输出电压的选型参数，如下图：
上面的电路图已经很简单了，但在设计的时候还是要有几点注意：
1、上图中芯片SS脚连接的C4是上电时间的编程电容，其作用是通过改变容值大小，改变上电时间，减少瞬间的浪涌。计算公式如下：
技术手册也给出了估算值，当C4=0.1uF的时候，上电时间大约10ms。
2、系统的输出电压有R1和R2共同确定，具体计算公式如下：
3、输出电感值，其实计算起来很麻烦，笔者的思路是，电感值增大，对电路的好处是纹波小，所以在电路板尺寸没限制的情况下，尽量用大的电感即可。有时候设计也难得糊涂。Layout的时候注意电感下面不要铺地。
4、输出整流二极管使用使用肖特基二极管就行了，可以不用晓得他的作用，只要耐压值够即可，技术手册上也给出了参考型号，如下
5、输入输出电容，对于输入电容可以采用电解电容、钽电容、陶瓷电容，且尽可能的靠近IC 的输入引脚。输出电容应采用陶瓷电容、胆电容，如果采用电解电容应该采用低ESR电解电容，这样可以降低纹波。
基于以上设计规则，基本上就不会有什么问题了，布局的时候电源的输入和输出尽量增大线的宽度即可。
以上就是圣邦微宽电压DCDC降压芯片SGM6130在宽电压供电系统中的应用设计，如有不妥之处还请各位指点。
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评论
全部评论（3）
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甘世强 Lv6. 高级专家 2022-09-20很好 -
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胡杨林 Lv6. 高级专家 2018-06-07确实不错 -
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用户_9179 Lv8 2018-05-31确实不错，国产还是有很多精品的，有些特别适合我们的国情
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产品型号
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品类
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CH
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Enable
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Vcc (Min)(V)
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Vcc (Max)(V)
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I_OUT(mA)
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Frequency (kHz)
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Iq (μA)
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SHDN Iq(μA)
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Package
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SGM6010
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DC/DC Synchronous Rectifier Buck Converters
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1
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L
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3
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5.5
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3000
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300 to 2000
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0.41
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2
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TDFN-3×3-10L
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选型表 - SGMICRO 立即选型
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提交需求>
可定制ATD TE Dehumidifier的冷却功率：20~220W；工作电压：12V(DC)/ 220V(AC)；控温精度：≤±0.5℃；尺寸：冷面：20*20~500*300；热面：60*60~540*400(长*宽;单位mm）。
最小起订量： 1 提交需求>
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