buck電路參數(shù)

1、標(biāo)簽：BUCK電源設(shè)計(jì)之BUCK電路-2偶是電源方面的菜鳥，繼續(xù)考慮與分析，希望能夠把這部分知識給牢固掌握， 并 涉及最主要的點(diǎn)，難免有不好錯(cuò)誤和遺漏的地方，請各位電源高手不惜指教。首先把設(shè)計(jì)需要的信息輸入到我們定義參數(shù)中，如下圖所示：電感帔整出電班費(fèi)敏Vi_mw r 咿電（Ed_*h>Sa丁/7儼PWM工作周期Mm1詢押型器入電壓'q相鴦型丑*迫張- L MH工PWMI作頻率心in：卯"翁電屋是小堂數(shù)電湍兼出電E獨(dú)寧靠出電壓俱差.出電E偵袱初步確認(rèn)占空比和電感電流范圍:這里需要交代的是，我們在設(shè)計(jì) BUCK電路過程中，在需要確保負(fù)載電流范圍 需要保證負(fù)載不進(jìn)入斷續(xù)模式

2、，按照示意圖所示中，當(dāng)進(jìn)入斷續(xù)模式時(shí)，會(huì)產(chǎn)生 Ring的情況。繼續(xù)擴(kuò)展，連續(xù)與斷續(xù)的分界線為：采用電路的特征參量去分析，確實(shí)簡潔，但是并沒有體現(xiàn)出輸入電壓與輸出電流之間的關(guān)系特征產(chǎn)量的三個(gè)參量為1. PWM周期2. 電路的主電感量3. 電路輸出負(fù)載斷縝模式苞排kg機(jī)gI inductor連續(xù)模式電感電流圖形最大占空比典型占空比最小占空比=象3 輪J2.778%占空比確認(rèn)W H - T。項(xiàng)tpuH Llcyc_tnai 廠V7 q tiom 勺- * k nom電感平均電流確認(rèn)【L avg_(ltim - mom心g ' 4A最大平均電流L_avg_min =址inlL_w&tn

3、iri =息典型平均電流【L_"色jnax "lL_wg_mix* 8 鳧最小平均電流Vd notn'1.1 +Toloutputl fi=£ucyc_mm 七max以上反應(yīng)的關(guān)系實(shí)質(zhì)上是指輸出電流與占空比的關(guān)系，而輸出電壓一般是確定的，因此等同丁輸入電壓與輸出電流之間的關(guān)系，以上的式子并沒有活晰的反應(yīng)出來，以下的推導(dǎo)可直觀的表示出來：陸界的條件為la對v VUl 0Tt貽T&-一一 .廣"【。禎川村員T烏七5tf>n0 oih&raise二 6蛆 "in可發(fā)現(xiàn)，如果電感選擇過小，則會(huì)導(dǎo)致在設(shè)計(jì)電流范圍內(nèi)，電路進(jìn)入

4、了斷續(xù)模式， 而且在正常的電流變化過程中，電路在兩種模式中不斷變化，存在臨界點(diǎn)，這是 不能接受的，通過選擇電感后，可得到以下圖形：、 =9x10"%因此我們在選擇電感和電容的初步選擇，需要滿足以下的關(guān)系:電感量的初步選擇Y， 一吊一 DiTs = AI0電感電流變化公式一般的選擇電戚電流變化為平均電流的衛(wèi)吧V。L皿，%I<J ：= kF一廠TKs，Jo %一般的狀態(tài)公式a min = cionu"。naxno nom'5=1咬問-v1 HIX 。c E r tV，DlTS = 3Io_nm Ljnin在薪入電壓最大，輸出電瀟最小勒IW況下，電路必9頁仍舊在連續(xù)

5、模式下工作V T |'V-V.ov oLimn-o?Ts?i tni?Io mn.* " '勺 t t"mn' ! mx3_min =nom,s,i max。tmn電容的計(jì)算式子：電容量的初步選擇2-C AUr = V2dt =2&IL/TW = 42AIS，quV- -V V in o mAlrr =-TIL L V- hr in9 r、VO'TS (Vin-Vo)" 71 ij廟 叫用in 七電容與電感量是有關(guān)系的，因此先選擇電感量是關(guān)鍵。電感和電容都是按照標(biāo)準(zhǔn)值選取的，偶找到 TDK和適當(dāng)?shù)碾娙莺筚N上:電感和電容值都要

6、參考標(biāo)準(zhǔn)值來選取， 通過以上的選取后，需要對目前的電路參 數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。電感的確定負(fù)載電流3A,峰值電流為Ipeak為有效電流Irms的2-3倍，電感可以這樣估算，L=(Vin-Vdsat-V out)*Ton/Ipeak;Vdsat為PMOSFET的導(dǎo)通壓降，Ton為導(dǎo)通時(shí)間，可見電感愈小，峰值電流愈大，同時(shí)還要考慮電感磁芯飽(Core Saturation)電容的取值和你要求的紋波有關(guān)Vripple.BUCK/BOOST 電路原理分析發(fā)布：2011-6-17 |作者：一一|來源：華強(qiáng)電子網(wǎng)用戶|查看：344次|用戶關(guān)注：Buck變換器：也稱降壓式變換器，是一種輸出電壓小于輸入電壓的單管不隔離

7、直流變換器。圖中，Q為開關(guān)管，其驅(qū)動(dòng)電壓一般為PWM（PulsewidthmodulatiON脈寬調(diào)制）信號，信號周期為 Ts,則信號頻率為f=1/Ts，導(dǎo)通時(shí)間為 Ton，關(guān)斷時(shí)間為 Toff,則周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy=Ton/Ts。 BooST變換器： 也稱升壓式變換器，是一種輸出電壓高于輸入電壓的單管不隔離直流變換器。開關(guān)管 Q也為PWM控制方 式，但最大占空比 Dy必須限制，不允許在 Dy=1的狀態(tài)Buck變換器：也稱降壓式變換器，是一種輸出電壓小丁輸入電壓的單管不 隔離直流變換器。圖中，Q為開關(guān)管，其驅(qū)動(dòng)電壓一般為 PWM（Pulse width modulatiON

8、 脈寬 調(diào)制）信號，信號周期為Ts,則信號頻率為f=1/Ts,導(dǎo)通時(shí)間為Ton,關(guān)斷時(shí)間 為 Toff,則周期 Ts=Ton+Toff，占空比 Dy= Ton/Ts。BooST變換器：也稱升壓式變換器，是一種輸出電壓高丁輸入電壓的單管不 隔離直流變換器。開關(guān)管Q也為PWM控制方式，但最大占空比Dy必須限制，不允許在Dy=1 的狀態(tài)下工作。電感 Lf在輸入側(cè)，稱為升壓電感。Boost變換器也有CCM和 DCM兩種工作方式Buck/Boost變換器：也稱升降壓式變換器，是一種輸出電壓既可低丁也可高 丁輸入電壓的單管不隔離直流變換器，但其輸出電壓的極性與輸入電壓相反。 Buck/Boost變換器可看

9、做是Buck變換器和Boost變換器申聯(lián)而成，合并了開關(guān) 管。Buck/Boost變換器也有CCM和DCM兩種工作方式，開關(guān)管 Q也為PWM 控制方式。LDO的特點(diǎn)：非常低的輸入輸出電壓差非常小的內(nèi)部損耗很小的溫度漂移很 高的輸出電壓穩(wěn)定度很好的負(fù)載和線性調(diào)整率很寬的工作溫度范圍較 寬的輸入電壓范圍 外圍電路非常簡單，使用起來極為方便DC/DC變換是將固 定的直流電壓變換成可變的直流電壓， 也稱為直流斬波。斬波器的工作方式有兩 種，一是脈寬調(diào)制方式Ts不變，改變ton（通用），二是頻率調(diào)制方式，ton不變， 改變Ts （易產(chǎn)生干擾）。其具體的電路由以下幾類：（1） Buck電路一一降壓斬波器，

10、其輸出平均電壓 U0小丁輸入電壓Ui,極 性相同。(2) Boost電路一一升壓斬波器，其輸出平均電壓 U0大于輸入電壓Ui,極 性相同。(3) Buck Boost電路一一降壓或升壓斬波器，其 輸出平均電壓U0大于 或小于輸入電壓Ui,極性相反，電感傳輸。(4) Cuk電路一一降壓或升壓斬波器，其輸出平均電 壓U0大于或小于輸 入電壓Ui,極性相反，電容傳輸。DC-DC 分為 BUCK、BUOOST、BUCK-BOOST 三類 DC-DC。其中 BUCK 型DC-DC只能降壓，降壓公式：Vo=Vi*DBOOST型DC-DC只能升壓，升壓公 式：Vo= Vi/(1-D)BUCK-BOOST 型

11、 DC-DC ,即可升壓也可降壓，公式：Vo=(-Vi)* D/ (1-D) D為充電占空比，既 MOSFET導(dǎo)通時(shí)間。0< p>開關(guān)性穩(wěn)壓電源的效率很高，但輸出紋波電壓較高，噪聲較大，電壓調(diào)整率 等性能也較差，特別是對模擬電路供電時(shí)，將產(chǎn)生較大的影響。因開關(guān)電源工作效率高，一般可達(dá)到80%以上，故在其輸出電流的選擇上， 應(yīng)準(zhǔn)確測量或計(jì)算用電設(shè)備的最大吸收電流, 以使被選用的開關(guān)電源具有高的性 能價(jià)格比，通常輸出計(jì)算公式為：Is=KIf式中：Is開關(guān)電源的額定輸出電流； If一用電設(shè)備的最大吸收電流；K一裕量系數(shù)，一般取1.51.8;電容式開關(guān)電源它們能使輸入電壓升高或降低，也可以用于產(chǎn)生負(fù)電壓。其內(nèi)部的 FET開關(guān) 陣列以一定方式控制快速電容器的充電和放電，從而使輸入電壓以一定因數(shù) (0.5,2或3)倍增或降低，從而得到所需要的輸出電壓。這種特別的調(diào)制過程可以 保證高達(dá)80%的效率，而且只需外接陶瓷電容。由于電路是開關(guān)工作的，電荷 泵結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生一定的輸出紋波和 EMI(電磁十?dāng)_)首先貯存能量，然后以受控方 式釋放能量，以獲得所需的輸出電壓。比較內(nèi)容