RT6204应用原理图及设计指南

RT6204应用原理图如图1所示。RT6204是一款电流模式转换器，具有外部补偿和外部软启动功能。该转换器具有集成的高边 MOSFET 开关和同步整流器开关。可以通过一个简单的电阻分压器设置输出。具有外部补偿的电流模式控制可以针对各种输出电容器（从低 ESR 陶瓷电容器到铝电解电容器）调整转换器控制回路。这使设计人员可以自由地为任何输出电压应用选择最合适且最具成本效益的组件。

图1

以下指南可用于计算各种应用程序组件：

·输入输出电压注意事项：

RT6204的输出电压可以通过R1和R2从0.8V调整到50V：

反馈网络的阻抗并不重要，但建议避免使用过高的电阻值以降低对噪声的敏感度。建议将 R2 设置在 10kΩ ~ 30kΩ 之间。

RT6204具有 90nsec 的最低开启时间，在 CCM 模式下实现 90nsec ‧ 350kHz = 3.15% 的最小占空比。应该注意的是，在接近其最小导通时间的情况下运行转换器会影响输出纹波和过流保护行为。这将在第 3 章中解释。

当RT6204在超过 65% 的高占空比下运行时，应通过 D1 添加外部自举电源。建议外部自举电源在 3.3~3.8V 左右。（3.5V以下D1最好是肖特基二极管）

·对于L1 的电感值，需要考虑两个主要标准：电感电流纹波和斜率补偿。对于占空比低于 50% 的应用，可以计算电感以提供 IC 0.5A 额定电流 （ΔI L = 150mA） 的 30% 的纹波电流：

·在占空比可以超过 50% 的应用中，电感电流下降斜率 dI/dt 也需要适合转换器内部斜率补偿：L1 值需要满足以下标准： µH

·对于输出电容的选择，有几个考虑：

一种。CCM 模式下的输出纹波

CCM 模式下的输出纹波可由下式计算

CCM 模式电感纹波可通过以下公式计算：

在这些低压电源中使用陶瓷输出电容器时，CCM 模式下的输出纹波电压会很小。

湾。PSM 模式下的输出纹波

PSM 模式下的输出纹波将取决于 PSM 模式下的峰值电流和负载电流。最坏的情况将发生在零负载：

RT6204将 PSM 模式下的电感峰值电流调节在 150mA 左右，但传播延迟约为 80nsec，因此在高 V IN和低 V OUT时，峰值电流会增加。PSM 输出电压纹波将始终高于 CCM 纹波。

C。负载瞬变期间的电压骤降

CCM 模式下负载瞬态期间的电压暂降取决于负载阶跃、控制环路速度和输出电容。快速负载阶跃期间电压暂降的近似公式如下所示：

其中 ΔI STEP是负载阶跃幅度，F BW是转换器控制带宽。请注意，PSM 和 CCM 模式操作之间的负载阶跃转换将显示更高的电压暂降。转换器带宽通常设置为开关频率的 1/10 左右，使用电解电容器时除外：ESR 随温度的变化将需要较低的带宽设置，以保证在整个温度范围内稳定运行。转换器带宽可以通过补偿电阻R COMP设置。

·输入电容注意事项

输入电容器提供转换器的高频开关电流峰值。输入电容的选择应为转换器输入提供足够的滤波，以最大限度地减少 V IN高频纹波。低 ESR 陶瓷电容器应靠近转换器 VIN 和 GND 引脚放置。在高输入电压下，陶瓷电容器的电容会严重降低，在计算输入纹波电压时应考虑到这一点。峰峰值输入纹波电压可以近似为：

其中 C IN是直流输入电压下的电容。

您通常需要至少 1µF 的电容和 100V 的额定电压，这将需要 0805 或 1206 尺寸的 MLCC。

输入电容器的另一个考虑因素是其 RMS 电流额定值：

当 V OUT为 V IN的 50% 时，将出现最大 RMS 电流。

RT6204 的最大负载电流为 0.5A，输入电容的最大 RSM 电流为 0.25A。对于 0805 或 1206 尺寸的陶瓷电容器，该值通常并不重要。

如果转换器需要热插入带电输入电源，建议添加一个与陶瓷输入电容并联的小型电解电容。

·补偿分量的计算。

RT6204补偿可以使用标准电流模式类型 II 补偿。可以使用以下简单的公式：

补偿器增益由 R COMP设置，并计算该值以提供合适的转换器交叉频率（F C约为 0.1 ‧ F SW） 并具有足够的相位裕度。

请注意，电解输出电容器需要较低的带宽，请参见第 5 章。

选择C COMP的值以将补偿零设置为 略低于转换器负载极点 ，其中 R LOAD = V OUT /0.5A。

选择C P的值以将高频极点设置在输出电容 ESR 为零：

当使用陶瓷输出电容器时，ESR 零将位于非常高的频率，高于转换器的开关频率。对于使用陶瓷输出电容器的低 V OUT应用， 可以省略C P。

通常不需要前馈电容器 Cff 来改善控制回路响应。但是一些小的 Cff 电容有时可以改善 PSM 的操作；通过在 FB 引脚上注入一些额外的纹波，可以减少双脉冲。这可以逐案测试。

·软启动电容器设置时间 t SS从 EN 高到 V OUT达到其最终值，该值由 定义 。C SS是软启动电容的值，I SS 是软启动电流（通常为 6µA）。V OUT在 V SS斜坡经过 0.3V时开始上升，并在 V SS 斜坡经过 1.1V 时结束。

因此，V OUT上升时间可以通过下式计算： 。

具有高输出电压和/或大容量输出电容器的电源应使用足够的软启动时间以避免高浪涌电流。

·转换器可以通过拉高 EN 引脚来使能。EN 逻辑高电平通常为 1.25V。EN 上有一个 1µA 的下拉电流。为了在施加 V IN时自动启动，EN 引脚可以连接一个 100k 上拉电阻到 V IN。EN 引脚可承受 60V 电压。