一区二区三区三上|欧美在线视频五区|国产午夜无码在线观看视频|亚洲国产裸体网站|无码成年人影视|亚洲AV亚洲AV|成人开心激情五月|欧美性爱内射视频|超碰人人干人人上|一区二区无码三区亚洲人区久久精品

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評(píng)論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫(xiě)文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會(huì)員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識(shí)你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

DCDC開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)要點(diǎn)

張飛實(shí)戰(zhàn)電子官方 ? 2025-05-17 19:33 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

一、DCDC開(kāi)關(guān)電源原理


(1)BUCK降壓


狀態(tài)一:當(dāng)S1閉合時(shí),輸入的能量從電容 C1,通過(guò) S1—>電感器 L1—>電容器 C2—>負(fù)載 RL供電,此時(shí)電感器 L1 同時(shí)也在儲(chǔ)存能量,可以得到加在 L1上的電壓為: Vin-Vo=L*di/dton。


狀態(tài)二:當(dāng) S2 關(guān)斷時(shí),能量不再是從輸入端獲得,而是通過(guò)續(xù)流回路,從電感器 L1 存儲(chǔ)的能量—>電容 C2—>負(fù)載 RL—>二極管 D1,此時(shí)可得式子: L*di/dtoof= Vo,最后我們可以得出 Vo/Vin=D,而 Vo 永遠(yuǎn)是小于 Vin 的,因?yàn)檎伎毡?D≤1。


各個(gè)件的作用:


輸入電容器(C1) 用于使輸入電壓平穩(wěn);

輸出電容器(C2) 負(fù)責(zé)使輸出電壓平穩(wěn);

位二極管(D1) 在開(kāi)關(guān)開(kāi)路時(shí)為電感器提供一條電流通路;

電感器(L1) 用于存儲(chǔ)即將傳送至負(fù)載的能量;


c2d1e26a-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


(2)BOOST升壓


下圖是升壓轉(zhuǎn)換器(Boost)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),電感 L是一個(gè)儲(chǔ)能元件,當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)候,輸入的電壓對(duì)電感充電,形成的回路是:輸入 Vi—>電感L—>開(kāi)關(guān)管 Q;當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí),輸入的能量和電感能量一起向輸出提供能量,形成的回路是:輸入 Vi—>電感L—>二極管 D—>電容 C—>負(fù)載 RL,因此這時(shí)候輸出的電壓肯定就比輸入的電壓高,從而實(shí)現(xiàn)升壓。


c2ea7352-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


(3)BUCK-BOOST極性反轉(zhuǎn)升降壓型


狀態(tài)一: 開(kāi)關(guān)管開(kāi)通,二極管 D 反向截止,電感器儲(chǔ)能,電流回路為: 輸入 Vin —>開(kāi)關(guān)管 Q—>電感器 L;

狀態(tài)二: 開(kāi)關(guān)管關(guān)斷,二極管 D 正向?qū)ɡm(xù)流,電流回路為:電感器 —>電容 C—>負(fù)載 RL—>二極管 D;


根據(jù)公式 Vo=VinxD/(1-D) 中知道,當(dāng)D=0.5時(shí),Vo=Vin:當(dāng)D<0.5時(shí),Vo0.5時(shí),Vo>Vin(升壓)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)我們很容易得到了負(fù)向的電壓,當(dāng)某些場(chǎng)合不想用隔離變壓器拉抽頭的方式的時(shí)候我們可以用這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)電壓。


c3075f94-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


二、重要傳輸


1、同步與非同步


同步是采用通態(tài)電阻極低的專(zhuān)用功率 MOSFET,來(lái)取代整流二極管以降低整流損耗的一項(xiàng)新技術(shù)。它能大大提高 DC/DC 變換器的效率并且不存在由肖特基勢(shì)壘電壓而造成的死區(qū)電壓。功率 MOSFET 屬于電壓控制型器件,它在導(dǎo)通時(shí)的伏安特性呈線性關(guān)系。用功率 MOSFET 做整流器時(shí),要求柵極電壓必須與被整流電壓的相位保持同步才能完成整流功能,故稱(chēng)之為同步整流。


c3209810-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


(1)同步的優(yōu)缺點(diǎn)


①M(fèi)OSFET具有較的電壓降


在 MOSFES 的參數(shù)中有一個(gè)很重要的參數(shù)那就是MOSFES 的導(dǎo)通電阻 Rds_on ,一般情況MOSFES 的導(dǎo)通電阻 Rds_on 是非常小的。一般都為毫歐級(jí)別,所以 MOSFES 在導(dǎo)通之后的壓降非常比較低的。


②效率高


在相同的條件下,一般的 MOS 管的導(dǎo)通電壓降遠(yuǎn)運(yùn)小于普通肖特基二極管的正向?qū)▔航档?,所以在電流不變的情況下,MOS 管的損耗功率是運(yùn)運(yùn)比二極管小的,所以說(shuō)使用 MOS 管的效率會(huì)比使用二極管的效率會(huì)高。


③需要額外的控制電路


MOS 管需要驅(qū)動(dòng)電路的,所以說(shuō)同步的需要為 MOS 管額外添加一個(gè)控制電路,使得上下兩個(gè)MOS 管能夠同步,而非同步的二極管是自然整流的,所以不需要額外添加驅(qū)動(dòng)控制電路,所以所先對(duì)非同步,同步的電路也會(huì)比較復(fù)雜。


④成本較高


由于一般相同 MOS的價(jià)格比二極管高,而且 MOS管還需要驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng) IC,所以在成本上同步的比非同步的制造成本相對(duì)會(huì)貴一些,生產(chǎn)的流程工藝也會(huì)復(fù)雜一些。


(2)非同步的優(yōu)缺點(diǎn)


①在輸出電流變化的情況下,極管的電壓降相當(dāng)恒定


當(dāng)續(xù)流二極管正向?qū)〞r(shí),輸出電流變化,二極管的正向壓降是恒定不變的,鍺管的壓降為 0.2-0.3V,硅管的壓降為 0.7V。


②效率低


因?yàn)槎O管的電壓降恒定,所以當(dāng)流過(guò)二極管的電流很大的時(shí)候,原本在二極管上很小的電壓再乘以電流之后,輸出的電壓很低的時(shí)候,這時(shí)候的二極管的小電壓降就占了很大的比重,它的消耗功率就很可觀了,所以在大電流的時(shí)候效率就會(huì)減低了。


③比較便宜


大家都知道的二極管的價(jià)格肯定是比 MOS 的價(jià)格便宜的,這里說(shuō)是可以是同等條件下的,大家都是用同一個(gè)襯底的情況下。


④可采用較高輸出電壓


在輸入電壓比較高的時(shí)候使用是比較好的,因?yàn)樵谳敵鲭妷焊邥r(shí),二極管的正向?qū)▔簝r(jià)所占的比重就很小,對(duì)效率的影響就比較低,而且它的電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,不需要外加控制電路,生產(chǎn)的工藝流程也會(huì)比較簡(jiǎn)單。


2、效率

如果要求效率比較高,而成本高一點(diǎn)無(wú)所謂的話,那么必定是要選擇的同步的。上面也提到了,MOS管損耗小,可以提高效率,但它也比較貴,成本也高。


c33531ee-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


3、隔離與非隔離


由于許多應(yīng)用中都需要輸入/輸出隔離,所以基于 Buck、Boost、Buck-Boost 這三種拓?fù)渫茖?dǎo)出了其他的常用拓?fù)?反激式,正激式, 推挽式,半橋式, 全橋式。


隔離式變換器在輸入和輸出之間沒(méi)有電流回路,原副邊不同地;

變壓器通過(guò)磁場(chǎng)將能量從初級(jí)耦合至次級(jí)隔離式變換器通常在需要提供初級(jí)至次級(jí);

不同地,高可靠性、防雷、耐高壓等,如隔離的醫(yī)療電源;

并非標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載點(diǎn)電源(POL解決方案所常用;


c349da04-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


優(yōu)點(diǎn):


保護(hù)人員、設(shè)備免遭感應(yīng)在隔離另一端的危險(xiǎn)瞬態(tài)電壓損害;

去除隔離電路之間的接地環(huán)路以改善抗噪聲能力;

在系統(tǒng)中輕松完成輸出接線,而不與主接地發(fā)生沖突;

缺點(diǎn):


體積較大,或同等體積的功率較小;

4、工作模式(Burst Mode-CCM)


①跳躍模式PWM


在輕負(fù)載時(shí), PWM 轉(zhuǎn)換器能自動(dòng)切換至一種“低功耗”模式以最大限度地減少電池電流消耗,該模式有時(shí)被稱(chēng)為“ PFM” 但實(shí)際上是一個(gè)間歇式地接通和關(guān)斷的固定頻率。


c35ce806-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


根據(jù)左邊和右邊的波形我們可以看到,左邊的是經(jīng)典的 PWM 模式,右邊的圖是在輕載或者時(shí)的 PWM 跳躍模式的波形,跳躍模式中的 PWM 的頻率降低,所以開(kāi)關(guān)損耗減少了。如果我們從輸出電壓紋波來(lái)看的話,紋波是變大了,因?yàn)樗@種模式下已經(jīng)不是每個(gè)周期都調(diào)整 PWM,而是反饋信號(hào)到了窗口比較器的上限或者下限的時(shí)候才做出調(diào)整。


②電壓控制模式


當(dāng)輸出電壓增加時(shí),反饋電壓Vfb增加,而負(fù)反饋誤差放大器的輸出減少。因此,占空比減小。輸出電壓被拉回,使Vfb= Vref。只有一個(gè)控制環(huán)路來(lái)調(diào)節(jié)輸出。這種方案稱(chēng)為電壓模式控制。


c3713fea-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


③電流控制模式


電流模式控制使用兩種反饋環(huán)路:類(lèi)似于電壓模式控制轉(zhuǎn)換器控制環(huán)路的外電壓環(huán)路,以及將電流信號(hào)饋送回控制環(huán)路的內(nèi)電流環(huán)路。環(huán)路補(bǔ)償簡(jiǎn)單,更快速地限制電流。


c382e8e4-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


5、MOSFET選擇要點(diǎn)


IGSS表示柵極驅(qū)動(dòng)漏電流,越小越好。

VGS(th)表示的是MOS的開(kāi)啟電壓。

RDS(ON)表示MOS的導(dǎo)通電阻,通常導(dǎo)通電阻越小越好,其決定MOS的導(dǎo)通損耗,導(dǎo)通電阻越大損耗越大。


c39c234a-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


6、輸入電壓,輸入電流,輸出電壓

7、功耗

8、紋波和噪聲

9、上電時(shí)序


三、DCDC芯片引腳說(shuō)明(TPS54331為例)


TPS54331數(shù)據(jù)手冊(cè)鏈接:TPS54331 Datasheet(PDF) - Texas Instruments (alldatasheet.com)


參考電路

c3aa50b4-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


1、EN引腳電阻


EN 引腳具有一個(gè)內(nèi)部提升電流源,當(dāng)EN引腳浮動(dòng)時(shí)可提供TPS54331運(yùn)行的默認(rèn)條件。


當(dāng) VIN 引腳電壓降至內(nèi)部 VIN UVLO 閾值以下時(shí),該TPS54331被禁用。除非 VIN 大于 (VOUT + 2V),否則建議使用外部 VIN UVLO 來(lái)增加遲滯。要通過(guò)遲滯調(diào)節(jié) VIN UVLO,請(qǐng)使用連接到 EN 引腳的外部電路。


c3b978e6-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


一旦EN電壓超過(guò)1.25V,就會(huì)增加額外的3uA遲滯。使用公式 可計(jì)算所需的 VIN UVLO 閾值電壓所需的電阻值。VSTART是輸入啟動(dòng)閾值電壓,VSTOP是輸入停止閾值電壓,VEN是1.25V的使能閾值電壓,VSTOP應(yīng)始終大于 3.5V。


c3c9430c-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


2、SS引腳/緩啟動(dòng)電容引腳


TPS54331有效地使用內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的較低電壓或SS引腳電壓作為饋入EROR放大器的電源基準(zhǔn)電壓,并相應(yīng)地調(diào)節(jié)輸出。SS 引腳接地上的電容器 (Css) 可實(shí)現(xiàn)較慢的靜態(tài)時(shí)間。TPS54331具有一個(gè) 2uA 的內(nèi)部提升電流源,該電流源對(duì)外部慢啟動(dòng)電容器進(jìn)行調(diào)節(jié),慢啟動(dòng)時(shí)間(10% 至 90%)的公式如下。Vref為0.8V,lss電流為2uA。


c3da21fe-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.pngc3e78f24-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


慢啟動(dòng)時(shí)間應(yīng)設(shè)置在1ms至10ms之間,以確保良好的啟動(dòng)行為。起步緩慢電容器應(yīng)不超過(guò)27nF。


軟啟動(dòng)的設(shè)置。根據(jù)電壓?jiǎn)?dòng)需要的次序設(shè)置幾個(gè)電源模塊的SS的電容。使其產(chǎn)生需要的上電次序。注意: 電容設(shè)置過(guò)大會(huì)造成電源啟動(dòng)過(guò)緩,出現(xiàn)CPU啟動(dòng)異常的現(xiàn)象。太小會(huì)出現(xiàn)電源啟動(dòng)不起來(lái)的情況。


3、輸入電容


TPS54331需要一個(gè)輸入去耦電容,根據(jù)不同的應(yīng)用,需要一個(gè)大容量輸入電容。去耦電容的典型推薦值為10uf。推薦使用高質(zhì)量的陶瓷型號(hào)X5R或X7R。額定電壓應(yīng)大于最大輸入電壓。只要滿足所有其他要求,就可以使用較小的值。此外,一些散裝電容可能需要,特別是如果TPS54331電路不位于約2英寸從輸入電壓源。該電容的值并不重要,但應(yīng)額定以處理最大輸入電壓,包括紋波電壓,并應(yīng)過(guò)濾輸出,使輸入紋波電壓是可接受的。


該輸入紋波電壓公式如下表示,其中l(wèi)out(MAX)為最大負(fù)載電流,fsw為開(kāi)關(guān)頻率,CBULK為大容量電容值,ESRmax為大容量電容的最大串聯(lián)電阻。


c3f56928-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


輸入電容近CBULK似計(jì)算公式:


c403f5ba-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


最大RMS紋波電流也需要檢查。在最壞的情況下。這可以用下面公式近似表示


c410a94a-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


同樣重要的是要注意,實(shí)際輸入電壓紋波將受到與布局和電壓源輸出阻抗相關(guān)的寄生效應(yīng)的極大影響。該電路的實(shí)際輸入電壓紋波顯示在設(shè)計(jì)參數(shù)中,它大于計(jì)算值。所選的散裝電容器和旁路電容器的額定電壓均為50 V,紋波電流容量大于3a,兩者都提供了充足的余量。在任何情況下都不能超過(guò)電壓和電流的最大額定值。


4、輸出電感


需要為輸出濾波器選擇兩個(gè)組件L1 和 C2。由于TPS54331是外部的補(bǔ)償裝置,可以支持各種濾波器組件類(lèi)型和值。


感值高 - 紋波電流??;

感值低 - 紋波電流大;

紋波電流是決定磁芯損耗的要素;

減少功率電感損耗的重要參數(shù)不僅包括開(kāi)關(guān)頻率,還包括紋波電流;

要計(jì)算輸出電感的最小值,請(qǐng)使用公式 :


c42dd27c-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


Kind是表示電感紋波電流相對(duì)于最大輸出電流的量的系數(shù),一般情況下,該值由設(shè)計(jì)者自行決定;但是,可以使用以下指導(dǎo)方針。對(duì)于使用低ESR輸出電容器(如陶瓷)的設(shè)計(jì),可以使用高達(dá)Kip = 0.3的值。當(dāng)使用更高ESR輸出電容時(shí),Kind = 0.2產(chǎn)生更好的結(jié)果。


對(duì)于輸出濾波器電感來(lái)說(shuō),重要的是不要超過(guò)RMS電流和飽和電流,RMS電感電流公式如下:


c47b5740-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png

電感峰值電流公式如下:


c48f3c74-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


只要滿足其他設(shè)計(jì)要求,就可以根據(jù)設(shè)計(jì)人員希望允許的紋波電流的大小使用更小或更大的電感值。較大的電感值將具有較低的交流電流并導(dǎo)致較低的輸出電壓紋波,而較小的電感值將增加電流和輸出電壓紋波。一般來(lái)說(shuō),用于TPS54331的電感值在6.8 uH至47uH的范圍內(nèi)。


5、輸出電容


輸出電容的重要設(shè)計(jì)因素是直流額定電壓、紋波電流額定值和等效串聯(lián)電阻(ESR)。不能超過(guò)直流電壓和紋波電流,ESR很重要,因?yàn)樗c電感電流一起決定了輸出紋波電壓的大小。輸出電容的實(shí)際值并不重要,但確實(shí)存在一些實(shí)際限制??紤]設(shè)計(jì)所需的閉環(huán)交叉頻率與輸出濾波器的LC角頻率之間的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō),保持閉環(huán)交叉頻率小于開(kāi)關(guān)頻率的1/5是可取的。對(duì)于高開(kāi)關(guān)頻率,如本設(shè)計(jì)的570KHz頻率,tps54331的內(nèi)部電路限制將實(shí)際最大交叉頻率限制在25 KHz左右。一般情況下,閉環(huán)交頻應(yīng)高于由負(fù)載阻抗和輸出電容決定的轉(zhuǎn)角頻率。這限制了輸出濾波器的最小電容值為:


c4a0ac70-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


其中Ro為輸出負(fù)載阻抗(V/lo), fco為期望的交叉頻率。對(duì)于期望的最大交叉頻率為25Khz,輸出電容的最小值約為5.8uF。這可能不滿足輸出紋波電壓的要求。輸出紋波電壓計(jì)算公式如下:


c4b3ea56-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


c4cffbe2-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


式中Nc為并聯(lián)輸出電容的個(gè)數(shù)。


輸出電容的最大ESR由初始設(shè)計(jì)參數(shù)中規(guī)定的允許輸出紋波量決定。輸出紋波電壓為電感紋波電流乘以輸出濾波器的ESR,因此總輸出RMS紋波電流公式如下:


c4dfa038-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


選擇的輸出電容額定電壓必須大于期望輸出電壓加上紋波電壓的1/2。任何降額金額也必須包括在內(nèi)。輸出電容的最大有效值紋波電流由設(shè)計(jì)參數(shù)給出。


6、輸出電壓設(shè)置


TPS54331的輸出電壓是外部可調(diào)的,使用電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)。參考電路中,該分頻網(wǎng)絡(luò)由R5和R6組成。輸出電壓與電阻分壓器的關(guān)系如式如下:(Vref=0.8V)


c4ebadf6-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


過(guò)壓保護(hù)設(shè)置(可查看第8點(diǎn)):R6<=VSENSE/Ivsense=0.8V/10uA=80K


當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)值電阻器時(shí),稍微增加或減少R5可以導(dǎo)致更緊密的輸出電壓匹配。零歐姆電阻R4提供了一個(gè)方便的地方修改控制回路穩(wěn)定性測(cè)試。


7、過(guò)流保護(hù)和頻移


TPS54331實(shí)現(xiàn)了電流模式控制,它使用COMP引腳電壓一個(gè)周期一個(gè)周期地關(guān)斷高側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管。每個(gè)周期比較開(kāi)關(guān)電流和COMP引腳電壓,當(dāng)電感電流峰值與COMP引腳電壓相交時(shí),高位開(kāi)關(guān)關(guān)閉。在拉低輸出電壓的過(guò)流條件下,誤差放大器通過(guò)驅(qū)動(dòng)COMP引腳高來(lái)響應(yīng),導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電流增加,限制了輸出電流。


TPS54331在短路期間提供強(qiáng)大的保護(hù)。在輸出端短路時(shí),輸出電感有過(guò)流失控的可能。TPS54331通過(guò)降低開(kāi)關(guān)頻率來(lái)增加短路條件下的斷開(kāi)時(shí)間,從而解決了這個(gè)問(wèn)題。開(kāi)關(guān)頻率除以2/8/4。2和1在VSENSE引腳上的電壓從0V上升到0.8V。開(kāi)關(guān)頻率與VSENSE引腳電壓的關(guān)系如下。


c4fb9dba-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


8、過(guò)壓保護(hù)(VSENCE=0.8V/Fsw=570kHZ)


TPS54331集成了過(guò)壓瞬態(tài)保護(hù)(OVTP)電路,在從輸出故障條件或強(qiáng)卸載瞬態(tài)恢復(fù)時(shí)最大限度地減少輸出電壓過(guò)調(diào)。OVTP電路包括一個(gè)過(guò)電壓比較器,用于比較VSENSE引腳電壓和內(nèi)部閾值。當(dāng)VSENSE電壓高于109% x Vref時(shí),高側(cè)MOSFET將被迫關(guān)閉。當(dāng)VSENSE引腳電壓降至107% x Vref以下時(shí),高側(cè)MOSFET將再次啟用。


輸出電壓設(shè)置電阻R6<=VSENSE/Ivsense=0.8V/10uA=80K(R6阻值必須小于80K)


c50a9d24-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


9、剪切頻率要高于由負(fù)載阻抗和輸出電容確定的角頻率


考慮設(shè)計(jì)所需的閉環(huán)交叉頻率與輸出濾波器的LC角頻率之間的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō),保持閉環(huán)交叉頻率小于開(kāi)關(guān)頻率的1/5。對(duì)于高開(kāi)關(guān)頻率,如本設(shè)計(jì)的570kHz頻率,tps54331的內(nèi)部電路限制將實(shí)際最大交叉頻率限制在25 kHz左右。一般情況下,閉環(huán)交頻應(yīng)高于由負(fù)載阻抗和輸出電容決定的轉(zhuǎn)角頻率。這限制了輸出濾波器的最小電容值為:


c4a0ac70-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


其中Ro為輸出負(fù)載阻抗(V/lo), fco為期望的交叉頻率。對(duì)于期望的最大交叉25khz,輸出電容的最小值約為5.8uF,這可能不滿足輸出紋波電壓的要求。


10、續(xù)流二極管/肖特基二極管


TPS54331設(shè)計(jì)用于在PH和GND之間使用外部捕獲二極管。所選二極管必須滿足應(yīng)用的絕對(duì)最大額定值:反向電壓必須高于PH引腳的最大電壓,即VINMAX + 0.5 V。峰值電流必須大于lOUTMAX加上電感器峰值電流的一半。為了提高效率,正向壓降應(yīng)該小。值得注意的是,捕獲二極管導(dǎo)通時(shí)間通常比高側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng),因此注意二極管參數(shù)可以顯著提高整體效率。此外,檢查所選擇的器件是否能夠消除功率損耗。對(duì)于本設(shè)計(jì),a二極管選用B340A,反向電壓40v,正向電流3a,正向壓降0.5 V。


c534ec00-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.jpg


11、環(huán)路設(shè)計(jì)/補(bǔ)償組件


環(huán)路設(shè)計(jì)指標(biāo):剪切頻率、相位裕量、增益裕量。


(1)剪切頻率:有的文檔上叫穿越頻率,是指環(huán)路增益為0dB時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率。剪切頻率越高,響應(yīng)速度越快,但更容易引起環(huán)路不穩(wěn)定或振蕩;剪切頻率過(guò)低,則環(huán)路瞬態(tài)響應(yīng)不夠,可能導(dǎo)致輸出電壓異常。通常剪切頻率設(shè)計(jì)為開(kāi)關(guān)頻率的1/10~1/20, 瞬態(tài)響應(yīng)不足的系統(tǒng)往往其剪切頻率低于10KHz,此時(shí)環(huán)路處于過(guò)度補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)。


(2)瞬態(tài)響應(yīng):主要表征因負(fù)載變化而引起的輸出電壓變化,瞬態(tài)響應(yīng)越差,則相同負(fù)載變化引起的輸出電壓變化越大。


(3)相位/增益裕量:相位裕量一一當(dāng)環(huán)路增益為0時(shí),對(duì)應(yīng)的信號(hào)相位與“180”的差值;增益裕量一一當(dāng)信號(hào)相位為“0”時(shí),對(duì)應(yīng)的負(fù)增益量。表征開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)定度,如相位裕量或(和) 增益裕量不夠,則可能因溫度、PCB布局布線以及器件個(gè)體差異等影響,使系統(tǒng)進(jìn)入不穩(wěn)定或振蕩的狀態(tài)。足夠穩(wěn)定的開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì),一般應(yīng)使相位裕量>=45°,增益裕量<=10dB。


補(bǔ)償組件


與TPS54331一起使用的外部補(bǔ)償允許廣泛的輸出濾波器配置。支持電容值和電介質(zhì)類(lèi)型的大范圍。設(shè)計(jì)示例使用陶瓷x5r介電輸出電容器,但支持其他類(lèi)型。


TPS54331建議采用ii型補(bǔ)償方案。選擇補(bǔ)償元件來(lái)設(shè)置輸出濾波器元件所需的閉環(huán)交叉頻率和相位裕度。i型補(bǔ)償具有以下特點(diǎn):一個(gè)直流增益元件,一個(gè)低頻極和一個(gè)中頻零極對(duì)。


直流增益公式如下:

c548f81c-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


設(shè)置低頻極,使交叉頻率處的增益等于調(diào)制器和輸出濾波器增益的倒數(shù)。由于極點(diǎn)和零點(diǎn)關(guān)系所建立的關(guān)系,RZ計(jì)算公式如下:


c55a73a8-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


已知RZ,則Cz和Cp計(jì)算如下:


c56b5f2e-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png


參考電路中補(bǔ)償組件設(shè)計(jì)


c5866f62-3312-11f0-8605-92fbcf53809c.png



原文鏈接:

https://blog.csdn.net/weixin_52856735/article/details/140901739


-- END --

免責(zé)聲明:本文轉(zhuǎn)自網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者所有,如涉及作品版權(quán)問(wèn)題,請(qǐng)及時(shí)與我們聯(lián)系,謝謝!

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫(xiě)或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
  • 電容器
    +關(guān)注

    關(guān)注

    64

    文章

    6711

    瀏覽量

    102970
  • 開(kāi)關(guān)電源
    +關(guān)注

    關(guān)注

    6510

    文章

    8591

    瀏覽量

    489919
  • DCDC
    +關(guān)注

    關(guān)注

    29

    文章

    881

    瀏覽量

    73326
  • buck降壓電路
    +關(guān)注

    關(guān)注

    1

    文章

    9

    瀏覽量

    5695
收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評(píng)論

    相關(guān)推薦
    熱點(diǎn)推薦

    DCDC電源模塊組成及要點(diǎn)

    可編程門(mén)陣列(FPGA)及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。2、開(kāi)關(guān)電源主要是由輸入電磁干擾濾波器(EMI)、整流濾波電路、功率變換電路、PWM控制電路、輸出整流濾波電路組成。輔助電路有輸入過(guò)欠壓保護(hù)電路、輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路、輸出過(guò)流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)電路等。開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)
    發(fā)表于 10-29 07:52

    DCDC開(kāi)關(guān)電源的問(wèn)題

    請(qǐng)教大佬關(guān)于DCDC開(kāi)關(guān)電源的問(wèn)題
    發(fā)表于 08-14 22:27

    DCDC變換的開(kāi)關(guān)電源電路

    DCDC變換的開(kāi)關(guān)電源電路
    發(fā)表于 05-06 23:19 ?4157次閱讀
    <b class='flag-5'>DCDC</b>變換的<b class='flag-5'>開(kāi)關(guān)電源</b>電路

    開(kāi)關(guān)電源PCB排版基本要點(diǎn)

    開(kāi)關(guān)電源PCB排版基本要點(diǎn)--設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源必看
    發(fā)表于 03-11 15:35 ?0次下載

    開(kāi)關(guān)電源pcb設(shè)計(jì)要點(diǎn)

    詳細(xì)的介紹了 開(kāi)關(guān)電源的pcb設(shè)計(jì)要點(diǎn)
    發(fā)表于 09-06 16:03 ?0次下載

    DCDC升壓式開(kāi)關(guān)電源原理

    電子專(zhuān)業(yè)單片機(jī)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)教材資料——DCDC升壓式開(kāi)關(guān)電源原理
    發(fā)表于 09-13 17:23 ?0次下載

    開(kāi)關(guān)電源PCB排版基本要點(diǎn)

    開(kāi)關(guān)電源PCB排版基本要點(diǎn)有參考價(jià)值
    發(fā)表于 12-16 21:20 ?0次下載

    開(kāi)關(guān)電源PCB布線要點(diǎn)

    開(kāi)關(guān)電源PCB布線要點(diǎn)
    發(fā)表于 07-21 14:37 ?51次下載

    開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)要點(diǎn)與調(diào)試

    開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)要點(diǎn)與調(diào)試
    發(fā)表于 12-11 15:26 ?14次下載

    推挽式DCDC開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)與校正

    推挽式DCDC開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)與校正(高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)及應(yīng)用答案)-推挽式DCDC開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)與校正? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
    發(fā)表于 08-31 10:08 ?98次下載
    推挽式<b class='flag-5'>DCDC</b><b class='flag-5'>開(kāi)關(guān)電源</b>的設(shè)計(jì)與校正

    電力電子技術(shù)教程---dcdc開(kāi)關(guān)電源

    電力電子技術(shù)教程---dcdc開(kāi)關(guān)電源(電源技術(shù)與應(yīng)用期刊)-該文檔為電力電子技術(shù)教程---dcdc開(kāi)關(guān)電源總結(jié)文檔,是一份不錯(cuò)的參考資
    發(fā)表于 09-22 12:37 ?40次下載
    電力電子技術(shù)教程---<b class='flag-5'>dcdc</b>與<b class='flag-5'>開(kāi)關(guān)電源</b>

    開(kāi)關(guān)電源PCB排版基本要點(diǎn)

    開(kāi)關(guān)電源PCB排版基本要點(diǎn)(深圳核達(dá)中遠(yuǎn)通電源技術(shù)有限公司項(xiàng)目)-開(kāi)關(guān)電源PCB排版基本要點(diǎn),電路會(huì)布板也要會(huì)!
    發(fā)表于 09-30 09:24 ?0次下載
    <b class='flag-5'>開(kāi)關(guān)電源</b>PCB排版基本<b class='flag-5'>要點(diǎn)</b>

    DCDC開(kāi)關(guān)電源建模概述

    概述DCDC開(kāi)關(guān)電源建模
    發(fā)表于 11-09 18:36 ?25次下載
    <b class='flag-5'>DCDC</b><b class='flag-5'>開(kāi)關(guān)電源</b>建模概述

    DCDC開(kāi)關(guān)電源的功率損失計(jì)算方法

    DCDC開(kāi)關(guān)電源的功率損失計(jì)算方法
    發(fā)表于 02-18 09:40 ?16次下載

    綠色開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)要點(diǎn)

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《綠色開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)要點(diǎn).doc》資料免費(fèi)下載
    發(fā)表于 11-15 09:44 ?1次下載
    綠色<b class='flag-5'>開(kāi)關(guān)電源</b>設(shè)計(jì)<b class='flag-5'>要點(diǎn)</b>