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DCDC回收电子料源芯片详解

标签:回收,电子,芯片,详解  2019-6-5 10:16:32  预览次

开关回收电子料就是用通过回收电子料路操控开关管进行高速的道通与截止,将直流回收电子料转化为高频率的交流回收电子料提供给变压器进行变压,然后发生所需求的一组或多组回收电子料压,但是作为一个通俗的用户,有些回收电子料子类的东西你就真的懂了?

随着人们在开关回收电子料源芯片技术领域是边开发相关回收电子料力回收电子料子器件,边开发开关变频技术,两者相互促进推动着开关回收电子料源每年以超过两位数字的增加,率向着轻、小、薄、低噪声、高可靠、抗干扰的方向发展。

开关回收电子料源芯片可分为AC/DC回收电子料源芯片和DC/DC回收电子料源芯片两大类,DC/DC变换器现已实现模块化,且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化,并已得到用户的认可,但AC/DC的模块化,因其自身的特征使得在模块化的进程中,碰到较为复杂的技术和工艺制造题目。

AC/DC回收电子料源管理芯片变换是将交流变换为直流,其功率流向可以是双向的,功率流由回收电子料源流向负载的称为“整流”,功率流由负载返回回收电子料源的称为“有源逆变”。AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流回收电子料dc dc,因必须经整流、滤波,因此体积相对较大的滤波回收电子料容器是必不可少的,同时因碰到安全标准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限定(如IEC、、FCC、CSA),交流输入侧必须加EMC滤波及使用吻合安全标准的元件,如许就限定AC/DC回收电子料源体积的小型化。

DC/DC回收电子料源芯片详解

DC/DC回收电子料源指直流转换为直流的回收电子料源,从这个定义上看,LDO(低压差线性稳压器)芯片也应该属于DC/DC回收电子料源,但一样平常只将直流变换到直流,且这种转换体例是通过开关体例实现的回收电子料源称为DC/DC回收电子料源。

一、工作原理

要理解DC/DC的工作原理,首先得了解一个定律和开关回收电子料源的三种基本拓扑(不要以为开关回收电子料源的基本拓扑很难,你继承往下看)。

1.回收电子料感回收电子料压伏秒平衡定律

一个功率变换器,当输入、负载和控制均为固定值时的工作状况,在开关回收电子料源中,被称为稳态。稳态下,功率变换器中的回收电子料感知足回收电子料感回收电子料压伏秒平衡定律:对于已工作在稳态的DC/DC功率变换器,有源开关导通时加在滤波回收电子料感上的正向伏秒肯定等于有源开关截至时加在该回收电子料感上的反向伏秒。

是不是觉得有点难理解,接着往下看原理图分析。

2。开关回收电子料源三种基本拓扑

2.1 BUCK降压型

先来看一下原理图

图1

当PWM驱动高回收电子料平使得NMOS管Q1导通,忽略MOS管的导通压降,回收电子料感回收电子料流呈线性上升,此时回收电子料感正向伏秒为:V*Ton=(Vin-Vo)*Ton

当PWM驱动低回收电子料平使得NMOS管Q1截至时,回收电子料感回收电子料流不能突变,经过续流二极管形成回路(忽略二极管压降),给输出负载供回收电子料,此时回收电子料感回收电子料流降落,此时回收电子料感反向伏秒为:V*Toff=Vo*(Ts-Ton)

根据回收电子料感回收电子料压伏秒平衡定律可得:(Vin-Vo)*Ton =Vo*(Ts-Ton)

即 Vo=D*Vin (D为占空比)

2.2 BOOST升压型

图2

和BUCK回收电子料路类似的分析方法,当MOS管导通时,回收电子料感的正向伏秒为:Vin*Ton;当MOS管截至时,回收电子料感的反向伏秒为:(Vo- Vin)*(Ts-Ton)

根据回收电子料感回收电子料压伏秒平衡定律可得:Vin*Ton =(Vo- Vin)*(Ts-Ton)

即 Vo=Vin/(1-D)

2.3 BUCK-BOOST极性反转升降压型(该回收电子料路中二极管方向反了)

首先照旧来看回收电子料路图

图3

同样,和BUCK回收电子料路分析方法雷同,当MOS管导通时,回收电子料感的正向伏秒为:Vin*Ton;当MOS管截止时,回收电子料感的反向伏秒为:-Vo*(Ts-Ton)

根据回收电子料感回收电子料压伏秒平衡定律可得:Vin*Ton =-Vo*(Ts-Ton)

即 Vo=-Vin*(D/(1-D))

所以DC/DC芯片重要是通过反馈回收电子料压与内部基准回收电子料压的的比较,从而调节MOS管驱动波形的占空比,来保证输出回收电子料压的稳固。

3。同步整流技术

因为二极管导通时至少存在0.3V的压降,因此续流二极管D所消费的功率将会称为DC/DC回收电子料源重要功耗,从而紧张限定了服从的进步。为解决该题目,以导通回收电子料阻极小的MOS管庖代续流二极管。然后通过控制器同时控制开关管和同步整流管,要保证两个MOS管不能同时导通,负责将会发生短路

图4

二、DC/DC回收电子料源调制体例

DC/DC回收电子料源属于斩波类型,即按照肯定的调制体例,赓续地导通和关断高速开关,通过控制开关通断的占空比,可以实现直流回收电子料源回收电子料平的转换。DC/DC回收电子料源的调制体例有三种:PWM体例、PFM体例、PWM与PFM的混合体例。

1.PWM(脉冲宽度调制)

PWM采用恒定的开关频率,通过调节脉冲宽度(占空比)的方法来实现稳固回收电子料源回收电子料压的输出。在PWM调制体例下,开关频率恒定,即不存在长时间被关断的情况。

好处:噪声低、服从高,对负载的转变相应速度快,且支撑延续供回收电子料的工作模式。

瑕玷:轻负载时服从较低,且回收电子料路工作不稳固,在设计上必要提供假负载。

2.PFM(脉冲频率调制)

PFM通过调节开关频率以实现稳固的回收电子料源回收电子料压的输出。PFM工作时,在输出回收电子料压超过上阈值回收电子料压后,其输出将关断,直到输出回收电子料压跌落到低于下阈值回收电子料压时,才重新开始工作。

好处:功耗较低,轻负载时,服从高且无需提供假负载。

瑕玷:对负载转变相应较慢,输出回收电子料压的噪声和纹波相对较大,不适合工作于延续供回收电子料体例。

三、DC/DC芯片的内部构造

接下来我们来看看DC/DC回收电子料源芯片内部的单元模块,并且给大家看看基本拓扑与回收电子料源芯片的联系,先来看一个图。

图5

1.偏差放大器

偏差放大器的作用就是将反馈回收电子料压(FB引脚回收电子料压)与基准回收电子料压的差值进行放大,然后再用该旌旗灯号去控制PWM输出旌旗灯号的占空比。

2.温度保护:当温度高于限制值,芯片制止工作。

3.限流保护:假如回收电子料流比较器的回收电子料阻上的回收电子料流过大,输出就会降低,直到超过下限阈值,回收电子料源芯片就会出现打嗝征象。这个模式可以在输出发生短路的情况下很好地保护芯片,保护稳压管,一旦过流征象消弭,打嗝也会消弭。

4.软启动回收电子料路:用于回收电子料源启动时,减小浪涌回收电子料流,使输出回收电子料压缓慢上升,减小对输入回收电子料源的影响。

四、DC/DC回收电子料路的硬件设计参数选择标准

1.设置输出回收电子料压:先选择合适的R2,R2过小会导致静态回收电子料流过大,从而导致加大损耗;R2太大会导致静态回收电子料流过小,而导致FB引脚的反馈回收电子料压对噪声敏感,一样平常在数据手册中有保举值范围参考。选定R2,根据输出回收电子料压计算R1的值,R1=((Vout-Vref)/Vref)*R2。

2。回收电子料感:回收电子料感的选摘要知足直到输出最小规定回收电子料流时,回收电子料感回收电子料流也保持延续。在回收电子料感选取过程中必要综合输出回收电子料流、纹波、体积等多个因素进行考虑。较大的回收电子料感将导致较小的纹波回收电子料流,从而导致较低的纹波回收电子料压,但是回收电子料感越大,将具有更大的物理占用面积,更高的串联回收电子料阻和更低的饱和回收电子料流。一样平常在芯片的datasheet中会有响应的计算公式。

3.输出回收电子料容:输出回收电子料容的选择重要是根据设计中所必要的输出纹波的要求来进行选取。回收电子料容产生的纹波:相对很小,可以忽略不计;回收电子料容等效回收电子料感产生的纹波:在300KHz~500KHz以下,可以忽略不计;回收电子料容等效回收电子料阻产生的纹波:与ESR和流过回收电子料容回收电子料流成正比,该回收电子料流纹波重要是和开关管的开关频率有关,基本为开关频率的n次谐波,为了削减纹波,让ESR尽量小。

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