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dcdc升压电路工作原理(dcdc降压芯片型号)

张世龙2021年12月20日 10:34天道酬勤1410

降压(Buck )电路是DCDC开关变换器的拓扑结构,设计方法简单,但有很多注意点。 别多嘴,直接写。

普通buck变压器的结构如图所示,VIN是DC输入电压,C1是输入电容,Q1是MOSFET开关,D1是buck结构所需的二极管,在同步降压芯片中D1也是MOSFET,可以提高效率和降低成本。 R1、C1不是必须的,RC吸收电路可以提高EMI性能。 L1组成储能电感,C3组成输出电容器,R3、R4、U2、U1组成反馈环路,R3和R4设定输出电压。

输出电压

反馈电压VFB与误差放大器的基准电压VREF相等,因此可以得到输出电压。

反馈回路

从降压转换器的控制到输出的传递函数为,式中的VRAMP表示PWM发生器U1同相输入端锯齿波的峰值,r表示输出电阻,与通常的负载电阻相等。 c是输出电容器。

降压转换器反馈部分的传递函数分为传统的误差放大器和跨导放大器两种。 电导放大器的反馈电阻之比决定增益和相位,相同的电阻比具有相同的增益和相位。 在传统的运算放大器中,上电阻会影响振幅相位曲线,要改变电压,最好保持上电阻恒定,改变下电阻。

降压转换器的闭环传递函数在开环传递函数g(s )h )s )为-1时,闭环传递函数无限大。 也就是说,开环穿孔函数宽度柱状图中,0db的相位不能为180。 否则,系统会变得不稳定,引起振荡。 必须具有一定的相位裕度和振幅裕度,以免系统受到干扰时振动。 相位通常设定为45。 在45相位裕度下,典型的阶跃响应只有两个振铃,因此可以兼顾稳定性和响应速度。 当前降压IC的外部几乎没有确保补偿接口,误差放大器进行内部补偿。 由于不知道补偿的参数,所以尽量用推荐的参数选择反馈电阻。 设计电源后,一定要测试电源对输出动态负载的响应,观察是否是响应速度和振铃引起的。

输入电容器

输入电容器的目的是减小输入波动,输入波动必须控制在75mV(0.5% )以内。 表达式中的Cmin表示最小输入容量,单位为uF; Iout表示输出电流; fsw表示开关频率,VP(max )表示输入的最大峰值电压。

输入输出电容器

输出电容器需要维持直流输出电压。 建议使用陶瓷、钽或低ESR电解电容器。 低ESR电容器可以更好地保持低输出电压的纹波。 输出电压波动可以通过以下公式推测。

电感系数

电感器是降压电路的核心器件,与电源整体的工作有关。 式中的IRIPPLE表示电感的纹波电流,是电感电流的峰值。 一般取电感平均电流的30%-40%。 降压电路的平局电感电流与输出电流相等,l的计算单位为uH。 根据电感的峰值电流选择合适的电感和磁芯,峰值电流必须小于电感的额定电流,以免磁芯饱和。 根据电感的有效值电流计算感应损耗和发热是否在可控制范围内。

以上是DCDC开关降压电路的设计要点,设计后,还需要进一步测试输出脉动、输入脉动、电感电流、温度是否满足设计值。 PCB的布局和布线也很重要,会影响EMI和电路的性能。 关于RC缓冲电路的设计及EMI控制,由于文章的篇幅有限,因此在此省略说明

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