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山东信平变压器:开关电源Buck入门,正激开关电源基础电路

2018-05-29 10:55:11 德州信平电子有限公司 阅读

看看现在电源招聘广告:要求精通各种拓扑,还有的列出一些拓扑名称要求精通等等,有些工程师能力很强看到这样的要求不免英雄气短,确实精通各种拓扑的不多见,招聘单位列出这样那样的拓扑其实自己未必清楚是什么用,假装很厉害的样子。

不管要求怎样,电源三大拓扑【Buck、Boost、Buck-Boost】还是要懂它们的原理的。各种开关电源电路结构都是从这三大拓扑演变而来的。

开关电源总是从Buck起步, Buck是基础,先要弄清它原理。Buck什么意思?降压!又叫Step-down。电路结构如下

开关电源三大拓扑之Buck入门,正激开关电源基础电路


三大拓扑其实挺像的,分不清啊?那是你找不到方法,只要记住电感所接的位置就好分了。电感接到输出就是Buck拓扑。再复杂的电路也逃不掉基本规律,我们看一下如下一款集成开关稳压器芯片。不难看出,电感 L 接在输出端,因此是Buck电路。以后看到其他集成开关稳压器一眼就能看出是不是Buck。

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记住Buck输出电压公式:对于CCM: Vout = Vin * D, D为 占空比(Q1开通时间/周期)

DCM的公式就不要记了,挺复杂的,而且对帮助理解Buck没什么用处,用到时再查资料不迟。

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学会分析Buck拓扑波形图是必须的,虽然分析波形图是很枯燥的事,但也要强打起精神也要看一看。如下图

Q1导通,电感两端电压为Vin - Vout,总输入电流呈线性上升(电感电流不能突变),电感电流与输入电流一样线性上升。

Q1关断,电感电压反向(楞次定律,百度一下),输入电流为零,电感电流线性下降。

下面的波形图有两个特点:

1)输入电流断续,电感电流连续

2)电感电流最小时不为零,这种电感电流不为零称为连续导通也就是我们常说的CCM模式(Continue Conduct Mode)

如果下面两个图看懂了,那么恭喜你,你入门了。这是对初学者说的哦,高手就不要笑了。

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下面分析电路原理及电路电流

如下图MOS管导通时的电流流向,注意电感两端电压方向,此VL是为左正右负,二极管D1此时是截止的。

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如下图MOS管关闭时电流流向。MOS管关闭后电路中MOS管等于开路。注意电感两端电压反向了,变为左负右正(楞次定律,百度一下),此时D1导通,起到续流的作用,因此叫续流二极管。

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至此,如果以上部分都理解了,再次恭喜你,你已入了二道门了。

电源三种工作模式介绍

CCM模式已见识过了,那么还有BCM和DCM是怎么一会事呢?其实也不难理解,如图是BCM模式,什么特点?电感电流最小刚好到下边界(边界 = Boundary)因此称为BCM(Boundary Continuous Mode)。

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DCM模式也很好理解,如图,电感电流是断续的(断续 = Discontinuou),因此称为DCM(Discontinuous Continuous Mode)

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Buck入门到此为止。

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