基于 ISL6526 和 ISL6527 PWM 控制器的嵌入式 DC - DC 转换器设计

在电子设备的电源设计中，DC - DC 转换器是实现电压转换和功率控制的关键组件。今天我们就来深入探讨一下基于 ISL6526 和 ISL6527 PWM 控制器的嵌入式 DC - DC 转换器。

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一、ISL6526 和 ISL6527 概述

ISL6526 和 ISL6527 这两款 IC 专为低电压、高功率应用提供电源控制和保护。它们可以在 3.3V 至 5V 的偏置电压下工作，内部集成了高性能误差放大器、高精度参考源、固定的 300kHz 或 600kHz 内部振荡器、过流保护电路以及两个用于同步整流降压转换器的 MOSFET 驱动器。这两款芯片都能在 DC - DC 转换器吸收电流时调节输出电压，而且 ISL6527 还支持使用外部参考源。它们采用小型的 14 引脚 SOIC 或 16 引脚 5x5[mm] MLFP 封装，详细信息可在各自的数据手册中找到。

二、参考设计

评估板选择

这里有五款评估板可供选择，具体信息如下表所示：	板名	开关频率	IC	封装
ISL6526EVAL1	300kHz 和 600kHz	ISL6526CB、ISL6526ACB	14 引脚 SOIC
ISL6526EVAL2	300kHz	ISL6526CR	16 引脚 MLFP
ISL6527EVAL1	300kHz 和 600kHz	ISL6527CB、ISL6527ACB	14 引脚 SOIC
ISL6527EVAL2	600kHz	ISL6527ACR	16 引脚 MLFP

评估板特点

ISL6526EVAL1 板搭载 ISL6526CB，并附带 ISL6526ACB 样品，更换控制器即可对 ISL6526ACB 进行评估。ISL6527EVAL1 同理。而 ISL6526EVAL2 和 ISL6527EVAL2 无需任何修改即可直接进行评估。所有评估板都采用相同的输出滤波器、补偿组件和 MOSFET，输出配置为 2.5V，最大负载 5A。ISL6526 评估板输出固定，ISL6527 评估板则可通过电位器将输出电压从 0.75V 调节到 3.0V。

三、快速启动评估

评估板开箱即用，可接受 3.3V 至 5V 的标准电源输入电压，通过外部负载来测试输出。板上设有引入电源和从稳压输出端汲取电流的接口，还有三个测试点，可实现与 ISL6526 和 ISL6527 的 CPVOUT(TP3) 和 CT1(TP1) 引脚的开尔文连接，ISL6526 的 ENABLE 引脚和 ISL6527 的 REF_IN 引脚可从 TP2 进行探测。

四、推荐测试设备

为了测试 ISL6526 或 ISL6527 的功能，建议使用以下设备：

1. 可调 0 - 5V、5A 能力的台式电源
2. 电子负载
3. 带探头的四通道示波器
4. 精密数字万用表

五、电源和负载连接

输入电压连接

将可调台式电源的正极连接到 3.3V 接口 (J1)，负极连接到 GND 接口 (J2)。

输出负载 - 源电流连接

将负载的正极连接到 VOUT 接口 (J3)，负极连接到 GND 接口 (J4)。

输出负载 - 吸收电流连接

需要注意的是，负载的返回端必须浮空。将负载的正极连接到 3.3V 接口 (J1)，负极连接到 VOUT 接口 (J3)，以观察调节器吸收电流时的输出情况。

六、启动和关机

启动方式

有两种启动方式。第一种是给 IC 上电，当输入电压达到上电复位 (POR) 阈值后，软启动功能可使输出电压受控上升。第二种是使用 Enable/Shutdown 功能，将 ISL6526 的 ENABLE 引脚或 ISL6527 的 OCSET/SD 引脚拉低至 0.8V 以下，可禁用调节器，释放该引脚则可启动调节器。

关机方式

将 OCSET/SD 引脚或 ENABLE 引脚拉低并保持在 0.8V 以下，调节器将关闭，MOSFET 栅极立即拉低。

七、ISL6527 输入参考

ISL6527 的一个显著特点是其用于调节输出的参考源来自外部，这使得转换器能够以任意期望的比例跟踪另一个调节器的输出，或者放大小信号。

八、纹波电压和瞬态性能

纹波电压

图中展示了 ISL6526 和 ISL6527 在 300kHz 或 600kHz 运行时的输出纹波电压。

瞬态性能

分别给出了源瞬态和吸收瞬态负载下输出的响应情况。

九、无损输出电压下垂

下垂是指输出电压的有意下降，与输出电流成正比。采用下垂技术可以利用静态调节要求，扩大瞬态边缘输出偏移的可用裕量，从而改善动态调节。在 ISL6526/27 评估板上虽未设置实现下垂的组件，但在实际设计中，若需要实现下垂，可通过在输出电感两端放置 RC 低通滤波器来实现，该滤波器的时间常数应与输出电感及其对应的直流电阻的时间常数相等或非常接近。

十、效率

ISL6526 和 ISL6527 调节器可实现高效系统，评估板的效率如图所示，转换器在吸收和源电流时的效率相同。

十一、总结

ISL6526 和 ISL6527 是多功能的 PWM 控制器，使用这两款 IC 可以实现紧凑且高效的调节器。它们的小尺寸和丰富的功能使其成为许多低电压电源解决方案的理想选择。

大家在实际设计中，是否遇到过类似芯片在使用过程中的一些特殊问题呢？欢迎在评论区分享交流。