描述BUCK電路：輸出電壓低于輸入電壓，即降壓。另外還有BOOST和BUCK-BOOST電路，這里暫不做分析。降壓電路的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：（Vout《Vin） 其中，開關(guān)相當(dāng)于一個(gè)PWM調(diào)制器，設(shè)置合適的占空比，得到的電壓為方波，二極管在開關(guān)關(guān)斷的狀態(tài)下，為LC提供了一個(gè)回路，LC簡(jiǎn)單來說就是一個(gè)濾波器，將得到的輸出電壓和輸出電流進(jìn)行濾波，分開來講，電感用于抵抗電流的變化，電容用于抵抗電壓的變化，因此，我們可以得到穩(wěn)定的輸出電壓和輸出電流。 當(dāng)開關(guān)處于ON的狀態(tài)時(shí)，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)： 電感上的電壓與電流可以由如下公式計(jì)算得到： 經(jīng)電感和電容濾波后，輸出電流/電壓由方波變成較平穩(wěn)的紋波電壓/電流。 在電路應(yīng)用當(dāng)中，一般不希望存在較大紋波，根據(jù)以上給出的公式可以發(fā)現(xiàn)，通過增大開關(guān)頻率，電感體積，或者電容可以減小輸出電壓/電流的紋波。同樣的，為了減小整個(gè)電源模塊的體積，也可以通過增大開關(guān)頻率來實(shí)現(xiàn)，增大開關(guān)頻率可以減小電容電感的體積，電源電路的設(shè)計(jì)當(dāng)中通常是電感電容的占用面積最大，這也是為何許多公司選擇將大的電感或電容從電路中移除，采用用戶外接的方式來達(dá)到同樣的效果。但是頻率的增大也會(huì)帶來相應(yīng)的壞處，如降低電源效率，增加開關(guān)管損耗以及二極管損耗，電路的功耗也會(huì)相應(yīng)增加。因此在設(shè)計(jì)電源模塊時(shí)，需結(jié)合實(shí)際情況考慮其體積以及電路損耗。 BUCK電路的設(shè)計(jì)可分為四步： 根據(jù)輸入輸出電壓確定開關(guān)轉(zhuǎn)換器的占空比：DC=Vout/Vin； 確定其輸入輸出功率，從而決定其帶負(fù)載能力； 確定相應(yīng)的開關(guān)頻率，得到每個(gè)脈沖周期內(nèi)的能耗； 根據(jù)已知的脈沖周期內(nèi)的能量以及輸出電流，可以計(jì)算出電感的大?。篖=2E/I2; 根據(jù)需要選擇相應(yīng)的MOS開關(guān)管，二極管以及電容。 以上只是總結(jié)了基本的BUCK電路工作和設(shè)計(jì)原理，然而實(shí)際情況下的電源設(shè)計(jì)需要考慮的因素將會(huì)更為復(fù)雜。 |
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