設(shè)計了一個12V-3.5A非同步降壓轉(zhuǎn)換器電路。輸入電壓可在 14V 至 28V 之間變化，而輸出電壓固定為 12V。由于控制器集成 MOSFET (80miliohm) 的低 RDS(ON)，該電路可以連續(xù)提供高達(dá) 3.5A 的電流。轉(zhuǎn)換器的高開關(guān)頻率（1MHz）允許我們使用小電感，但應(yīng)遵循多種PCB設(shè)計規(guī)則以保證電路的穩(wěn)定運行。
　　電路分析
　　圖1所示為示意圖。該電路的核心是 TPS54332DDA 芯片1。根據(jù)數(shù)據(jù)表：“TPS54332 是一款 28V、3.5A 降壓轉(zhuǎn)換器，具有集成高側(cè) N 溝道 MOSFET。為了提高線路和負(fù)載瞬態(tài)期間的性能，該器件實現(xiàn)了恒定頻率電流模式控制，從而減少了輸出電容并簡化了外部頻率補償設(shè)計。TPS54332 的預(yù)設(shè)開關(guān)頻率為 1 MHz。
　　　圖 1：14-28V 至 12V-3.5A 1MHz DC-DC 降壓轉(zhuǎn)換器原理圖
　　TPS54332 需要 3.5V 的最小輸入電壓才能正常運行。EN 引腳具有一個內(nèi)部上拉電流源，可用于通過兩個外部電阻調(diào)節(jié)輸入電壓欠壓鎖定 (UVLO)。此外，當(dāng) EN 引腳懸空時，上拉電流為器件提供了默認(rèn)運行條件。不開關(guān)且無負(fù)載時，工作電流通常為 82 μA。當(dāng)器件禁用時，電源電流通常為 1 μA。集成的 80mΩ 高側(cè) MOSFET 可實現(xiàn)連續(xù)輸出電流高達(dá) 3.5A 的高效電源設(shè)計。
　　TPS54332 通過集成啟動充電二極管減少了外部組件數(shù)量。集成高側(cè) MOSFET 的偏置電壓由 BOOT 至 PH 引腳上的外部電容器提供。UVLO 電路監(jiān)視啟動電容器電壓，并在電壓低于通常為 2.1V 的預(yù)設(shè)閾值時關(guān)閉高側(cè) MOSFET。輸出電壓可以降壓至與參考電壓一樣低。通過添加外部電容器，TPS54332 的慢啟動時間可以調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)靈活的輸出濾波器選擇。
　　為了提高輕負(fù)載條件下的效率，當(dāng)峰值電感器電流降至 160 mA 以下時，TPS54332 通常會進(jìn)入特殊的脈沖跳躍經(jīng)濟模式。頻率折返可降低啟動和過流條件下的開關(guān)頻率，以幫助控制電感器電流。熱關(guān)斷在故障情況下提供了額外的保護。”
　　C5 和 C6 穩(wěn)定（尤其是在浪涌電流消耗時）轉(zhuǎn)換器并降低輸入噪聲。R2 和 R3 的分壓器確保電壓電平保持在 1.4 至 6V 之間，以保證控制器在輸入電壓范圍內(nèi)保持開啟狀態(tài)。EN 引腳可以懸空，但不建議這樣做，特別是在考慮使用 UVLO 功能時。　　R4和C7為慢啟動（軟啟動）元件，但C7的值不應(yīng)高于27nF。C1 是 100nF 自舉電容。D1、L1、C2、C3 和 C4 是降壓轉(zhuǎn)換器組件，用于穩(wěn)定輸出電壓和電流。R1 和 R5 是定義輸出電壓電平的反饋電阻器，但是，您可以使用以下公式重新計算這些值并使用所需的電阻器，其中 R6、C8 和 C9 是誤差放大器組件：

　　PCB布局　　圖 2 顯示了電路的 PCB 布局。這是一塊兩層PCB板，底層只分配到地。

　　圖 2：14-28V 至 12V-3.5A 1MHz DC-DC 降壓轉(zhuǎn)換器的 PCB 布局
　　PCB布局是此類高頻、大電流設(shè)計中最重要的因素。圖 2 應(yīng)該讓您了解如何使用電源層而不是走線來連接高電流 PCB 網(wǎng)絡(luò)。此外，必須避免電源層或任何軌道中的任何環(huán)路。在降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計中，D1 二極管和 C6 必須盡可能靠近控制器放置。同樣，C2 應(yīng)盡可能靠近電感。
　　正確接地是另一個改變游戲規(guī)則的設(shè)計點。底層幾乎是實心銅平面（藍(lán)色），并分配給地面以減少接地路徑的長度和阻抗。頂層（紅色）的空白區(qū)域也已被地面覆蓋，但遵循星-地-布局（無接地環(huán)路）規(guī)則。該技術(shù)可確保低 EMI（發(fā)射）和較低的輸出噪聲。
　　我放置了一些過孔，以進(jìn)一步減小環(huán)路尺寸和接地路徑的阻抗。控制器下方的 VIA 更大，因為芯片下方的電流很高，而且它們還有助于通過銅層散熱。圖3所示為該板的裝配圖。
　　圖 3：14-28V 至 12V-3.5A 1MHz DC-DC 降壓轉(zhuǎn)換器裝配圖