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DCDC设计原理、经验与应用技巧总结

类别:中硬齿面减速机   发布时间:2019-05-26 09:36   浏览:

  ,还对电子产业提出了节能的挑战。能源之星(EnergyStar)和80+等组织都已针对各式消费电子(特别是计算类)颁布了相关规范。对当前的消费★◇▽▼•者而言,更长的及各国政府推出的新法规都在要求必需谨慎选择电源元件,尤其是对板上的DC-DC转换器。这表示着新平台的功率密度、效率和热性能必须大幅提高。

  DC-DC就是直流-直流变换,一般有□◁升压(BOOST)、降压(BUCK型)两种。降压式DC/DC变换器的输出电流较大,多为数百毫安至几安,因此适用于输出电流较大的场合。降压式DC/DC变换器基本工作原理电路如图1所示。VT1为开关管,当VT1导通时,输入电压Vi通 过电感L1向负载RL供电,与此同时也向电容C2充电。在这个过程中,电容C2及电感L1中储存能量。当VT1截止时,由储存在电感L1中的能量继续向 RL供电,当输出电压要下降时,电容C2中的能量也向RL放电,维持输出★△◁◁▽▼电压不变。二极管VD1为续流二极管,以便构成电路回路。输出的电压Vo经R1和 R2组成的分压器分压,把输出电▲=○▼压的信号反馈至控制电路,由控制电路来控制开关管的导通及•●截止时间,使输出电压保持不变。

  2.PWM开关的频率,这一点的选择关系到系统的效率。对储能电感,电容的大小的选择也有一定影响。

  3.MOS管的所能够承受的最大额定电流及其额定功率,如果△▪▲□△DC-DC IC内部自带MOS,只需要考虑IC输出的额定电流。

  1. 电感量:大小选择主要由开关频率决定,大小会影响电源纹波;额定电流,电感的内阻选择由系统功耗决定。

  2. 二极管:通常都用肖特○▲-•■□基二◆▼极管。选择时要考滤反向电压,前向电流,一般情况反向电压▷•●为输入电源电压的二倍,前向电流为输出电流的两倍。

  3. 电容:电容的选择基于开关的频率,系统纹波的要求及输出电压的要求。容量和电容内部的等效电阻决定纹波大小(当然和电感也有关)。

  如何得到一个电源纹波相对较小、对系统△▪▲□△其他电路干扰相对较小,而且相对稳定可靠的DC●-DC电路,需要对以上电路的原理做如下修改:

  1.输入部分:电源输入端需要加电感电容滤波。目的:由于MOS管的开关及电感在瞬间的变化会造成输入电源的波动,尤其是在系统耗电波动较大时,影响更为明显。

  (1)假定C2的选择的100uF是正确的,我们想得到更小的纹波,可以将100uF的电容改成两颗47uF的电容(基于相同类型的电容);如果100uF电容采用的是铝电解,可以在原来的基础上加一颗10uF的磁片电容或钽电容。

  (2) 在输出端再加一颗电容和一颗电容对原来的电源做一个LC滤波,会得到一个纹波更小的电源。

  PCB布线. 输入电源与MOS的连线. Vgs也要粗一点,千万不要以为粗细没关系,(注:一般系统功率相对较低时,输出电流不大,粗细的影响不明显)关键时刻会影响电源的稳定性。

  4. 反馈电阻的线. 反馈电压的地与系统的地尽量的近,保持在一个电位上。

  6. CR1的地线千万要粗,在MOS的打开的时间里,L1的电流是由CR1的通路提供,即由地流向L1。

  在常见的DC/DC变换器中,有很多的应用技巧是不为工程师所掌握的。 现拿 UTC P3596应用电路来作一个说明,与诸•☆■▲位分享交流:

  当我们用这个◆●△▼●电路做好 Buck 以后,电感量达到其 Spec. 的要求,却发★-●=•▽现负载调整率▪•★过低。这种情况下,很多同学都认为芯片品质问题等等。 其实由于芯片的半导体工艺不能使内部的运放的带宽(bandwidth)做的很大。所以我们所做的要么就是屏蔽内部的运放(象我们常见的384X电路 1,2

  n的连接方法);要么就是外部来补偿,在 R1 上并一个无极性电容加速内部运放对输出电压的反应。

  分析也不是仅针对UTC P3596 的芯片,适用于全部的DC/DC,及其它的★▽…◇

  。开关电源作为一个反馈系统,当我们选用一个运放来做PID(比例积分微分),而我们选用运放要求的带宽要有足够的大,相应的相位裕度也比较大(当然在一定的性价比条件下)。 用于适应响应反馈中采样的低频至高频的信号!

  我们做低成本的充电器,可以用稳压管。 功率再大一些,就选用 TL431(内部一个运放加晶体管)。 对于精度要求更好的,我们肯定不会用TL431或稳压管。 呵呵~~~~ 结论还是自己分析会比较好!!! 对于很多开关电源工程◆◁•师来说,一但调试搞不定,就会说补偿没调好/

  基本上解决的方法就是在这样的 Buck 电路中,输入级至输出级反方向接一个二极管。延伸:为什么我们在开关电源中所应用的MOSFET 中会集成一个反向的体二极管啦!同样我们在用

  也有很◇…=▲多人说,短路电流大或者短路效果不明显。碰到这样的可以尝试换一个线径来绕制这个电感,因为不同的线径在相同的磁环(磁棒)上都可以绕制到需求的电感量。但不同的线经会产生不同的 ESR•□▼◁▼(等效电阻),而这个电阻是总负荷的一部分!

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