Как я могу улучшить эту конструкцию SMPS?

Добавлено: поднятые вопросы решаются. Оставили большую часть и привели в порядок в качестве примера вещей для рассмотрения и того, что теперь было рассмотрено. В конце добавлен комментарий о смещении уровня PFET.
[Этот комментарий предназначен для всех, кто следит за этим - НЕ как след редактирования].

Вы, кажется, пытаетесь и имеете общее представление о том, что нужно, но, без грубости, схема показывает несколько признаков очень серьезного недостатка дизайна. Вам нужно все продумать НАМНОГО более тщательно. Мелкие детали не могут быть рассмотрены до тех пор, пока вы не получите правильные основные детали схемы. Как показано, это не будет работать ВООБЩЕ по нескольким основным причинам.

Неправильная полярность привода: микросхема может быть настроена как понижающий преобразователь, но, как показано, выходной привод имеет неправильную полярность, если вы используете переключатель высокого уровня P-канала, и неправильный размах напряжения, если вы используете переключатель высокого уровня N-канала. - см. ниже. При использовании полевого МОП-транзистора с каналом P (что здесь было бы нормальным) для выходного привода требуется инвертор. Как показано, это не сработает.

В драйвере необходим преобразователь уровня: если вы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО запускаете микросхему от источника питания 12 В (и максимальное напряжение Vdd = 15 В), то инвертирующий драйвер, которого у вас еще нет, также должен переводить уровень, поскольку МОП-транзистор находится на высокой стороне, а привод затвора должен работать. до 30 В или что-то еще для выключения MOSFET. При решении этой проблемы также убедитесь, что MOSFET Vgs max не превышается при вождении.

FET неправильного типа МОП-транзистор достаточно хорош, НО это N-канальный (как и подобает неправильной топологии, которую вы используете). N-канальный МОП-транзистор МОЖЕТ быть использован там, но затвор должен быть подключен выше шины V +, и вам потребуется источник питания привода затвора. Чрезвычайно обычным делом было бы использование МОП-транзистора с каналом P в качестве переключателя.

Выходной диод Выходной диод очень хорош, но это «излишество». Высокое максимальное напряжение также приводит к более высокому, чем необходимо, прямому рабочему напряжению. Вероятно, вы можете получить на несколько % больше эффективности от начала до конца с более низким напряжением Шоттки.

На первый взгляд, не вдаваясь в детали, микросхема выглядит компетентно и должна быть достаточно эффективной в качестве понижающего регулятора. Я ожидаю, что 90-95% будут достижимы, как только схема будет правильной.

Вождение PFET с высокой стороной.

Vin max = 32 В (указано).
Vdd Ic = 12 В (указывается пользователем) или макс. 15 В абс.

PFET будет иметь макс. Vgs. Над этим вы получаете волшебный дым.
Поскольку источник PFET подключен к Vin+, Vgs измеряется относительно Vin+.
Ворота PFET могут быть установлены на низком уровне НИЖЕ Vin+ с помощью Vgsmax — в идеале немного ниже.

Полевые транзисторы, которые не являются логическими полевыми транзисторами, часто имеют Vgsmax от 20 до 25 В.
Большинство полевых транзисторов полностью «улучшены» (то есть полностью включены) к тому времени, когда они имеют Vgs = 12 В — см. кривые для выбора полевого транзистора.
Установим Vgs max fact = -12V относительно Vin+.
Это означает, что когда Vin+ = 32 В, Vgs может варьироваться от примерно 32 В (полевой транзистор выключен) до 32-12 = 20 В (полевой транзистор включен).
НО доступное напряжение привода при IC = 0-12 В прибл.
Так что переходник уровня однозначно нужен.

Вы понимаете, что регулятор, который вы выбрали в качестве повышающего регулятора, предназначен для создания более высокого выходного напряжения из более низкого входного напряжения? И что ваше входное напряжение выходит за пределы диапазона регулятора (от 1,8 до 15 В).
Я думаю, что пришло время пересмотреть свой регулятор и внимательно прочитать техническое описание. Лично я никогда не слышал о технологии Feeling, но это не обязательно плохо, при условии, что вы можете получить детали. Однако я бы выбрал более распространенных производителей, таких как National или Linear Technology (последние дороже).

Кроме того, ваш радиатор слишком излишен, имхо. С заданными напряжениями и токами вы сможете получить КПД более 90%, так что полный стабилизатор будет потреблять около 3 Вт. В Webench от National есть предложение по дизайну LM3150 с эффективностью 95%.
Я бы выбрал меньшие и отдельные радиаторы для MOSFET и диода, чтобы форма радиатора не нарушала компоновку. Эта модель

составляет всего 6,4 К/Вт, так что температура не поднимется более чем на ~15°C.

О компоновке: петля L1/Q1/D1/C7,8 очень важна и должна быть намного короче, чем вы разместили детали. Я понимаю, что это связано с тем, что Q1 и D1 установлены на радиаторе, но это еще одна причина проверить, не можете ли вы вообще обойтись без радиатора. Две причины сделать цикл максимально коротким:

1. Эффективность . Через петлю будут протекать большие токи, и вы хотите, чтобы потери сопротивления были как можно меньше, и
2. ЭМС . Излучение будет не таким сильным, как при работе регулятора в мегагерцовом диапазоне, но даже на 300 кГц это может вызвать помехи.