電路設(shè)計Buck電路PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1電路設(shè)計電路設(shè)計Buck電路電路第1頁/共18頁當開關(guān)導(dǎo)通時，電流回路如下：第2頁/共18頁由圖中可以看到，當開關(guān)導(dǎo)通時，輸入電壓給電感充電，電感上的電流呈線性上升，電感上的電壓為：（Vin-Vout)*Ton當開關(guān)斷開時，電流回路如下：電感上的電壓為：(Vin-Vout)*Ton=Vout*Toff因此，Vout=Vin*D;D=Ton/(Ton+Toff) 很顯然，輸出電壓降低了。第3頁/共18頁我們知道，電感中的電流不能突變，所以此時，電感放電，二極管導(dǎo)通，并且二極管兩端的電壓為-導(dǎo)通電壓（取參考方向是上正下負），這樣我們就可以得到二極管兩端電壓和電感上電流的時間關(guān)系如下：第4頁

2、/共18頁第5頁/共18頁第6頁/共18頁一般，在給的二極管的Data sheet里都會有這些參數(shù)的數(shù)值，可以根據(jù)參數(shù)來決定對二極管的選擇，如下圖為一肖特基二極管的Data:第7頁/共18頁下面我們需要知道為什么要選擇肖特基勢壘二極管，即它的優(yōu)點：1.SBD具有開關(guān)頻率高和正向壓降低。2.不存在電荷存貯效應(yīng)。3.具有良好的高頻特性。4.開關(guān)時間短。第8頁/共18頁第9頁/共18頁需要說明的是在上頁中提到的公式中：fs-開關(guān)頻率。對于一個給定的電感，提高fs可以減小紋波電流和電壓，但會增加MOS管的開關(guān)損耗。I-紋波電流值，一般取紋波電流值為最大輸出電流的10%-50%，在我測試的芯片CAT78

3、10給出的Imax=2A,所以我公式中的I取0.2-0.5A。Iout=Vout/R當由第一個式子計算出電感值以后，我們需要計算其峰值電流Ipeak（由第二個式子確定），此時我們再觀察選定電感是否能夠承受這個電流，要是選取的電感所能允許的最大電流小于計算出來的峰值電流，我們就需要重新選擇，重新計算，最后找出合適的電感。第10頁/共18頁其中的ESR是指電容的等效電阻第11頁/共18頁對于電容的選擇，我們要分輸入電容的選擇和輸出電容的選擇：1.輸入電容的選擇：輸入電容需要能夠維持當MOS場效應(yīng)管導(dǎo)通時所產(chǎn)生的紋波電流，所以低的等效電阻就可以減小損耗，我們可以由上頁中給出的公式計算出輸入電流的均方

4、根值，進而可以計算出輸入電容的損耗：其中，PCIN-輸入電容的功率損耗； ESRCIN-輸入電容的等效電阻； 我們一般都會選擇點解電容或者是陶瓷電容。2CINCININPESRIRMS第12頁/共18頁2.輸出電容的選擇：輸出電容是有濾波和補償負載電流的作用E S RM A XO U TVE S RIVESR-電壓變動允許范圍的差值；IOUT-暫態(tài)電流（一般取輸出電流的10%，最?。?；ESRCAP-電容的最大等效電阻（由電容的Data sheet給出）；ESRMAX-計算出來的允許最大等效電阻。我們可以由第二個式子確定所需給定電容的數(shù)目，如果給定電容的等效電阻大于計算出來的允許最大等效電阻，我們就需要多個電容并聯(lián)來減小電阻值，當然電容數(shù)目就可以由公式計算得到。Number of Capacitors=CAPMAXESRESR第13頁/共18頁第14頁/共18頁上圖是一個芯片的典型應(yīng)用圖，我們可以看出其中由10MQ100N肖特基二級管、L1、C2、R1、R2構(gòu)成了buck電路，Vout是要反饋到feedback端來與比較電壓進行比較來進行PWM調(diào)制的。因此，buck電路主要是在Switch中應(yīng)用。第15頁/共18頁第16頁/共18頁上頁圖中分別給出了buck的同步電路和非同