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电源设计之BUCK电路-1

发布人:0750long 时间:2010-03-01 来源:工程师 发布文章
电源设计之BUCK电路-1

 

  前面有分析过理想BUCK电路的性能理想 Buck 拓扑分析,这个阶段正好在研习电源电路设计,参考着要求把整个设计更加精炼的梳理一遍。
  在设计电源之前,总是需要确认一些参数的,根据这些参数,我们大概能为后续设计评估性能,最为关键的一些参数需要注意的。
环境 
  模块外部环境温度范围:Ta_o_min~Ta_o_max
  模块内部环境温度:Ta_min~Ta_max
关于输出参数
  输出电压参数
      输出电压数值:Vo
      输出电压误差:V_Tol
      输出电压纹波:Vo_rpp
  输出电流范围:
      最大负载电流Io_max
      典型负载电流Io_nom
      最小负载电流Io_min
关于输入参数
  输入电压范围:
      最大输入电压Vi_max
      典型输入电压Vi_nom
      最小输入电压Vi_min
  输入纹波电压:Vi_rpp
开关电源内部设计参数与性能
  开关频率Fsw
  电源效率
     典型输入电压,典型负载电流Eff_1
     最小输入电压,最大负载电流Eff_2
     典型输入电压,最大负载电流Eff_3
     最大输入电压,最大负载电流Eff_4
其他参数:
  输出短路电流
  输出最大负载电流启动时间
电路设计与计算过程
  电路的设计过程如图所示:
  设计过程的第一部分分成三个小部分:
  1.设计电路初步选值:通过对占空比和电感电流的定义,得出电感与电容的选值
  2.根据以上的初步选值,得出电路的主要参数是否符合要求
  3.确认电路是否会在两种模式间切换(输出负载电流范围内),并确认模式切换带来的输出电流的暂态变化值。
点击看大图
第二部分是验证元器件与输出输入网络,考虑加入SNUBBER电路
分成以下几个部分:
1.MOS管功耗:
    导通功耗计算:主要与输出电流,电感变化电流,MOS管导通电阻有关
    开关功耗计算:开关频率,栅极开关电流,负载电流,输入电流等
        PS:这里可以采用两种方法,1.测量方法并利用数据计算 2.利用公式计算
    栅极功耗:与开关频率,MOS本身的Qg有关
2.二极管的功耗
    导通功耗:与负载电流,电感变化电流
    反向功耗:与反向电压与泄漏电流有关
    反向恢复功耗:开关频率,二极管本身特性
3.电容与滤波参数
    主电容发热:与ESR,电感变化电流相关
    输入滤波网络:
       计算电流变化引起输入滤波环节暂态压降变化
    输出滤波网络:
       计算最终纹波电压
    SNUBBER电路计算
       粗略计算,按照实际效果进行调试。
点击看大图
     偶准备把设计分成3~4个部分,第一部分把电气参数与计算过程罗列出来,第二部分推导所有需要使用的公式,第三部分将所有可能设计的问题罗列,第四部分完成设计实例,第五部分拾遗补漏,特别的是电流模式的例子以BUCK电路居多,偶将根据前人的经验,有选择性的进行自己的推导。偶在电源设计上比较入门,以入门级的眼光看问题,希望大家不要嘲笑偶。

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