【秘籍】开关电源电路开发设计大全
选择组件
在选择阻尼组件时,图4.3非常有用。该图是通过使用RD Middlebrook建立的闭型解得到的。横坐标为阻尼滤波器输出阻抗与未阻尼滤波器典型阻抗 (ZO=(LO/CO)1/2) 的比。 纵坐标值有两个: 阻尼电容与滤波器电容 (N) 的比; 以及阻尼
电阻同该典型阻抗的比。 利用该图, 首先根据电路要求来选择LO和CO, 从而得到ZO。
随后,将最小电源输入阻抗除以二,得到您的最大输入滤波器源极阻抗 (6dB)。最小电源输入阻抗等于Vinmin2/Pmax。只需读取阻尼电容与滤波器电容的比以及阻尼电阻与典型阻抗的比, 您便可以计算得到一个横坐标值。例如,一个具有10μH电感和10μH 电容的滤波器具有Zo= (10μH/10μF)1/2=1Ohm 的典型阻抗。 如果它 正对 一个 12V 最 小输 入的 12W 电 源进 行滤 波, 那么 该电 源输 入阻 抗将 为Z=V2/P=122/12=12Ohms。这样,最大源极阻抗应等于该值的二分之一,也即6Ohms。
现在,在6/1=6的X轴上输入该图,那么,CD/CO=0.1,即1μF,同时RD/ZO=3,也即3Ohms。
图4.3 选取LO和CO后,便可从最大允许源极阻抗范围内选择CD和RD
秘笈五 降压—升压电源设计中降压控制器的使用
电子电路通常都工作在正稳压输出电压下,而这些电压一般都是由降压稳压器来提供的。如果同时还需要负输出电压,那么在降压—升压拓扑中就可以配置相同的降压控制器。负输出电压降压—升压有时称之为负反向,其工作占空比为50%, 可提供相当于输入电压但极性相反的输出电压。其可以随着输入电压的波动调节占空比,以“降压”或“升压”输出电压来维持稳压。
图 5.1显示了一款精简型降压—升压电路,以及电感上出现的开关电压。这样一来该电路与标准降压转换器的相似性就会顿时明朗起来。实际上,除了输出电压和接地相反以外,它和降压转换器完全一样。这种布局也可用于同步降压转换器。这就是与降压或同步降压转换器端相类似的地方,因为该电路的运行与降压转换器不同。
FET开关时出现在电感上的电压不同于降压转换器的电压。 正如在降压转换器中一样, 平衡伏特-微秒 (V-μs) 乘积以防止电感饱和是非常必要的。 当FET为开启时(如图 1 所示的ton间隔),全部输入电压被施加至电感。这种电感“点”侧上的正电压会引起电流斜坡上升, 这就带来电感的开启时间V-μs乘积。 FET 关闭 (toff)期间,电感的电压极性必须倒转以维持电流,从而拉动点侧为负极。电感电流斜坡下降, 并流经负载和输出电容, 再经二极管返回。 电感关闭时V-μs乘积必须等于开启时V-μs乘积。由于Vin和Vout不变,因此很容易便可得出占空比 (D) 的表达式:
D=Vout/(Vout “ Vin)。 这种控制电路通过计算出正确的占空比来维持输出电压稳压。
上述表达式和图5.1所示波形均假设运行在连续导电模式下。
图 5.1 降压—升压电感要求平衡其伏特-微秒乘积
降压 — 升压电感必须工作在比输出负载电流更高的电流下。其被定义为IL=I《SUBOUT《 sub》/(1-D),或只是输入电流与输出电流相加。对于和输入电压大小相等的负输出电压(D =0.5)而言,平均电感电流为输出的2倍。
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