buck电路驱动方法
buck电路拓扑及其工作原理
Buck电路拓扑及其工作原理Buck电路是一种常见的降压转换器,也被称为降压型开关电源。
它可以将一个较高的直流电压转换为一个较低的直流电压,同时保持较高的效率。
Buck电路的拓扑结构是基于一个电感元件和一个开关元件。
下面是Buck电路的基本拓扑图示:```Vin ─────┬───────┐││─┼─┬─────┴─┬──Vo││││││Cin│L││││││─┴─┴───────┼─GND││GND GND```在这个拓扑中,Vin代表输入电压,Vo代表输出电压,Cin代表输入电容,L代表电感,以及GND代表接地。
Buck电路的工作原理如下:1. 开关状态:当开关元件(通常是MOSFET)处于导通状态时,电感L储存能量,并将其传递到输出负载。
2. 关断状态:当开关元件处于关断状态时,电感L通过其自感性产生电压,并将这个能量转移到输出负载。
Buck电路的工作周期可以分为以下几个阶段:1. 导通状态(开关打开):开关元件处于导通状态时,输入电压Vin通过电感L传递到输出负载。
电感L储存能量,并将其传递到输出电容Cout。
2. 关断状态(开关关闭):开关元件关闭时,电感L的自感性会产生反向电压,将能量转移到输出电容Cout和负载上。
这个阶段也被称为“放电”阶段。
通过控制开关元件的导通时间和关断时间,可以调节输出电压的大小。
通常使用PWM(脉宽调制)技术来控制开关元件的导通和关断,以实现精确的输出电压调节。
总结起来,Buck电路通过周期性地切换开关元件的状态,将输入电压转换为较低的输出电压。
这种转换过程利用电感和电容储存和传递能量,实现了高效的降压转换。
如何设计BUCK电路的最佳驱动
如何设计BUCK电路的最佳驱动设计BUCK电路的最佳驱动方法需要考虑多个方面,包括输入电压范围、输出电流要求、效率要求、输出电压波动等因素。
下面以一个典型的BUCK电路为例,详细介绍如何设计最佳驱动。
首先,设计BUCK电路的最佳驱动需要确定输入电压范围。
这个范围决定了开关MOSFET的选择以及驱动电路的设计。
一般来说,BUCK电路通常工作在较高的输入电压范围(如12V到36V),因此需要选择能够承受较高电压的MOSFET。
其次,需要确定输出电流要求。
输出电流大小决定了MOSFET的选择以及驱动电路的设计。
通常情况下,BUCK电路的输出电流范围会比较大,因此需要选择带有较低导通电阻的MOSFET,以减小功耗和提高效率。
接下来,需要确定效率要求。
效率是衡量驱动电路性能的重要指标之一、为了提高效率,可以采用一些技术手段,如增加开关频率、添加电感、优化布局等。
此外,还可以选择效率更高的驱动芯片,提高整体的转换效率。
另外,需要考虑输出电压波动。
输出电压波动通常通过负反馈控制实现。
一个典型的控制方法是采用PID控制器,根据输出电压和参考电压之间的差值做出调整。
同时,可以使用电容器来滤波,减小输出电压的波动。
在选择驱动电路时,可以考虑使用专用的BUCK驱动芯片,这些芯片集成了开关MOSFET驱动、电流限制、软启动等功能,减少了外部器件的数量和尺寸。
最后,设计BUCK电路的最佳驱动还需要考虑一些额外的因素,如EMI(电磁干扰)和温度的控制。
为了减小EMI,可以使用滤波器、屏蔽等方法,将电磁辐射控制在允许范围内。
同时,为了保证电路的稳定性,还需要考虑散热问题,选择合适的散热器和温度传感器。
总结起来,设计BUCK电路的最佳驱动需要综合考虑输入电压范围、输出电流要求、效率要求、输出电压波动等因素。
通过选择合适的开关MOSFET、驱动芯片,优化布局和控制策略,可以最大程度地提高BUCK电路的性能和效率。
Buck电路原理分析
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
1、CCM Mode:关键点原件波形见图四
图四
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Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
1、CCM Mode:
开关管Q1导通时,根据KVL定律:
即
通过上述参数定义以及计算,可以得到相关参数的理论值:
参照图八,可以得出仿真结果,
Buck电路原理分析
蓝色:电感电流 红色:电感电压
绿色:开关驱动
棕色:输出电压
图八
Buck电路原理分析
2、CCM模式仿真验证:在上述BCM分析的基础上,得出储能电感的电感量80uH为临界 点,由系统工作在CCM的条件,可以将储能电感电感量设置为120uH,理论计算:
同样,在一个周期进行分析,
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
3、DCM Mode:关键点原件波形见图六
图六
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
3、DCM Mode: 由图六可知,电路系统工作在DCM模式下,需要满足两个条件,一、电感充磁开 始以及消磁结束时流经电感的电流为零;二、电感消磁时间小于开关管关断时
→
, T为工作周期,D为占空比: 为Q管导通时间,所以,
①
伏秒积平衡 即
Buck电路原理分析
一、Buck电路原理图
图一 Buck电路,又称降压电路,其基本特征是DC-DC转换电路,输出 电压低于输入电压。输入电流为脉动的,输出电流为连续的。
Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析 当开关管Q1驱动为高电平时,开关管导通,储能电感L1被充磁,流经电感的电流 线性增加,同时给电容C1充电,给负载R1提供能量。等效电路如图二
图二
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Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析
当感开 电关 流管 线Q性1减驱少动,为输低出电电平压时靠,输开出关滤管波关电断容,C储L1放能电电以感及L1减通小过的续电流感二电极流管维放持电,,等电
效电路如图三
N
图三
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3、DCM Mode: 由图六可知,电路系统工作在DCM模式下,需要满足两个条件,一、电感充磁开 始以及消磁结束时流经电感的电流为零;二、电感消磁时间小于开关管关断时 间。根据伏秒积平衡有:
同样,在一个周期对电感电流进行分析:
Buck电路原理分析
四、外为参数对系统工作模式的影响:
图六
Buck电路原理分析
四、外为参数与系统工作模式的关系:
参考图六,在一个周期对电感电流进行分析:
即
当Q管导通时
即
来自
Buck电路原理分析
四、外为参数与系统工作模式的关系:
1、如果工作在DCM模式,则令
Buck电路工作原理详解
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Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析
当感开电关流管线性Q1减驱少动,为输低出电电平压时靠,输开出关滤管波关电断容,储CL1能放电电感以及L减1通小过的续电流感二电极流管维放持电,,等电
效电路如图三
N
图三
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The future power solutions
BUCK 电路工作原理分
目录:
1. BUCK电路原理图 2. BUCK电路工作原理 3. Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM 4. BUCK电路外围参数与系统工作模式的关系 5. BUCK电路仿真验证
Buck电路原理分析
一、Buck电路原理图
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
1、CCM Mode :关键点原件波形见图四
图四
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Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
1、CCM Mode :
开关管 Q1导通时, 根据KVL 定律:
V in
?
0
L ? ?Vin ? V o?TD
2I o
Buck电路原理分析
五、BUCK电路仿真验证:
图七
Buck电路原理分析
上述电路中基本参数设置:
驱动波形: V=14V, f=20KHz,D=50% ;输入电压: Vin=10V dc;储能电感: L=80uH 1、BCM模式仿真验证:根据电路系统工作在 BCM模式下的条件 ,进行理论计算,
L diL dt
? Vo
Buck电路工作原理详解
2I o
3、如果工作在CCM模式,则令ILmin > 0,Td=T(1-D),即
I
L min
TIo TD T
d
V
in
V oTD
2L
0
L V in V oTD
2I o
Buck电路原理分析
五、BUCK电路仿真验证:
图七
Buck电路原理分析
The future power solutions
BUCK电路工作原理分析
目录:
1. BUCK电路原理图 2. BUCK电路工作原理 3. Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM 4. BUCK电路外围参数与系统工作模式的关系 5. BUCK电路仿真验证
- + tuoV 1 R 1 C 1 L 1 D 1 Q niV - +
周期内电流的平均值,参考图四。电流的平均值在数学上的表达式为:
T itdt
I AV 0 T
,即在一个周期内电流函数曲线与时间轴所围成的面积除以周期,
为电流的平均值。参照图四电感电流波形,一个周期内面积为
I I I I I I
S Lmin Lmax T D Lmin T Lmax 1 D Lmin T Lmax
开关管Q1导通时,根据KVL定律:
V
in
L
diL
dt
V
O
0
i V V i V V → 即
L
L
t
in
o
L t
L
in
o
t 为Q管导通时间,所以,t T D, T为工作周期,D为占空比:
buck降压升压电路知识
Buck变换器:也称降丿卡•式变换器,是一种输出电圧小于输入电圧的单管不隔离直流变换器。
图中,Q为开关管,其驱动电丿£一般为PW(Pulse width modulation脉宽调制)信号,信号周期为Ts,则信号频率为f二1/Ts,导通时间为Ton,关断时间为Toff,则周期Ts=Ton+Toff, 占空比Dy二 Ton/TsoBoost变换器:也称升压式变换器,是一种输出电圧高于输入电圧的单管不隔离直流变换器。
开关管Q也为PWM控制方式,但最大占空比Dy必须限制,不允许在Dy=l的状态下工作。
电感Lf在输入侧,称为升压电感。
Boost变换器也有CCM和DCH两种工作方式Buck/Boost变换器:也称升降圧式变换器,是一种输出电汗既可低于也可高于输入电圧的单管不隔离直流变换器,但其输出电压的极性与输入电圧相反。
Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成,合并了开关管。
VoVoT Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种1:作方式,开关管Q也为PWM控制方式。
LDO的特点:①非常低的输入输出电圧差②非常小的内部损耗③很小的温度漂移④很髙的输出电圧稳定度⑤很好的负载和线性调整率⑥很宽的11作温度范圉⑦较宽的输入电圧范圉⑧外围电路非常简单,使用起來极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电汗,也称为直流斩波。
斩波器的工作方式有两种,一是脉宽调制方式Ts不变,改变ton(通用),二是频率调制方式,ton不变,改变Ts(易产生干扰)。
其具体的电路由以下几类:(DBuck电路一一降圧斩波器,其输岀平均电圧U0小于输入电圧Ui,极性相同。
(2)Boost电路一一升压斩波器,其输出平均电压U0大于输入电压Ui,极性相同。
(3)Buck-Boost电路一一降压或升压斩波器,其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui, 极性相反,电感传输。
(4)Cuk电路一一降压或升压斩波器,其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,电容传输。
Buck电路原理分析详解
同样,在一个周期进行分析,
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
3、DCM Mode:关键点原件波形见图六
图六
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
3、DCM Mode: 由图六可知,电路系统工作在DCM模式下,需要满足两个条件,一、电感充磁开 始以及消磁结束时流经电感的电流为零;二、电感消磁时间小于开关管关断时
→
, T为工作周期,D为占空比: 为Q管导通时间,所以,
①
伏秒积平衡 即
开关管Q1关断时,同理根据KVL定律:
忽略二极管 的正向压降,有
②
①=② ,可以得出:
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
1、CCM Mode:关键点原件波形见图四
图四
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Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
1、CCM Mode:
开关管Q1导通时,根据KVL定律:
即
五、BUCK电路仿真验证:
图七
Buck电路原理分析
上述电路中基本参数设置:
驱动波形:V=14V, f=20KHz,D=50%;输入电压:Vin=10Vdc;储能电感:L=80uH 1、BCM模式仿真验证:根据电路系统工作在BCM模式下的条件,进行理论计算,
Buck电路原理分析
1、基本工作原理分析 当开关管Q1驱动为高电平时,开关管导通,储能电感L1被充磁,流经电感的电流 线性增加,同时给电容C1充电,给负载R1提供能量。等效电路如图二
图二
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Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析
当感开 电关 流管 线Q性1减驱少动,为输低出电电平压时靠,输开出关滤管波关电断容,C储L1放能电电以感及L1减通小过的续电流感二电极流管维放持电,,等电
L m in
Lmax
Io T
2
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
2、BCM Mode:关键点原件波形见图五
图五
Buck电路原理分析
三、Buck电路的三种工作模式:CCM,BCM,DCM
2、BCM Mode:
参照图四与图五电感电流的波形,可以得知电感最小电流逐渐减小到零
T
on
V V o
in
T T on
d
同样,在一个周期对电感电流进行分析:
Io
I Lmax T * D
2T
T
d
Buck电路原理分析
四、外为参数对系统工作模式的影响:
图六
Buck电路原理分析
四、外为参数与系统工作模式的关系:
参考图六,在一个周期对电感电流进行分析:
I I I I T
TD
L min
I
L min
TIo TD T
d
V
in
V oTD
2L
0
L V in V oTD
2I o
图六
Buck电路原理分析
关于BUCK线路的工作原理及调整说明
关于BUCK线路的工作原理及线路调整说明A点一、工作原理其主电路结构为BUCK型开关电路,Q1为主功率开关管,工作在高频开关状态,当其导通时,电流通过整流桥、LED灯珠、变压器T1、Q1形成导通回路。
当Q1关闭时,变压器T1中贮存的能量通过二极管D1、LED 灯珠的回路来电流释放,这样就是此线路高频开关的一个周期。
从而在LED灯珠上会有连续的电流通过,致其发光照明。
整个电路开启时,三极管Q1的基极驱动电流初次由电阻R6提供,随后其基极驱动电流由T1-2通过R5和C2提供。
三极管Q1的关断由Q2、Q3来控制,低压放大三极管Q2、Q3组成了达林顿结构,当它导通时,会将三极管Q1的基极驱动电流释放掉,使其关闭。
因此控制Q1的导通时间是LED是否恒流的关键点。
R3、R4、RC和Q2、Q3组成了温度补偿线路,其原理如下:RC为一种NTC热敏电阻,当图中A点电压大于{VBE(Q2)+ VBE(Q3)}×(R4+RC+R3)/ (R4+RC)时,Q2、Q3组成的达林顿三极管导通,控制Q1关闭。
当环境温度升高时,根据三极管特性,BE结正向电压会降低,即VBE(Q2)+ VBE(Q3)会降低。
而热敏电阻RC阻值会减小,这样就起到了温度补偿反馈的作用。
使A点电压在不同温度时仍能保证在相同电压值时使Q1关断。
直接的结果就是不同的环境温度下,Q1仍能保持基本相同的导通时间。
减小了温度对LED电流的影响。
T1-2和R1在电路中是起到对电源电压反馈的作用,例如当电源电压升高时,Q1导通时,T1-2电压会升高,通过R1使A点电压提高。
从而能使三极管Q1适当提前关断,来减小LED电流受电源电压的影响。
电阻R0能够检测三极管Q1源极电流,把电流在R0上产生的电压值通过R2加到A点,来控制Q1关断。
电阻R7在电路中可起到使整体电路功率更稳定的作用,并可调整功率因数。
二极管D3是起到负载开路保护作用,当LED开路时,D3就处于反向截止状态,从而使R6没有启动电流流过,电路无法启动,起到开路保护的作用。
buck mos单管驱动电路
buck mos单管驱动电路
Buck mos单管驱动电路(Buck MOSFET单管驱动电路)是一种常用的电路设计,用于驱动MOSFET工作在降压(buck)模式。
该电路通常由几个主要部分组成:
1. 控制IC:控制IC负责生成PWM脉宽调制信号,该信号用于控制MOSFET的导通和关断。
常见的控制IC有TL494、UC384X系列等。
2. 驱动电路:驱动电路用于放大控制IC产生的小电流信号,以提供足够的电流来驱动MOSFET的开关行为。
驱动电路通常由一对晶体管组成,使用NPN晶体管推动P-channel MOSFET,或使用PNP晶体管推动N-channel MOSFET。
3. MOSFET:MOSFET是电路的主要功率开关元件,用于控制输入电源的输出电压。
在buck模式下,MOSFET的导通和关断状态由驱动电路控制。
4. 输入和输出滤波电感和电容:输入滤波电感和电容用于平滑输入电源的电流和电压,输出滤波电感和电容用于平滑输出电压。
在工作时,控制IC根据输入电压和输出电压的差异,生成PWM信号控制MOSFET的导通时间。
当MOSFET导通时,输入电源的电流通过电感和MOSFET流入负载,从而将输入电压降低到所需的输出电压。
当MOSFET关断时,电感的自感作用使输出电压保持稳定。
Buck MOS单管驱动电路通过控制IC和驱动电路的配合使
MOSFET能够高效地工作在降压模式下,实现稳定的输出电压。
这种电路设计广泛应用于各种电源和电压调节应用中。
BUCK电路基本原理
3.两种工作模式
依据电感上电流是否连续可将其工作分为CCM和DCM。
CCM连续电流模式
在重负载电流时 IAVE > ½ IRipple 电感的电流总是由正方向流淌 电流不会降到0 PWM把握,恒定开关频率原理
开关管导通,电感谢磁,电流线性上升
LdiL dt
Vin
Vo
Ipk(VinLVSfo)D
开关管关断,电感去磁, 电流线性
下降
L diL dt
Vo
Vo = D Vin
Ipk
Vo(1D) LfS
伏秒值平衡: Vt =恒定 toff: 去磁
ton: 激磁 B
Vo toff = (Vin – Vo) ton
输出负载电流下降 从CCM-DCM
CCM CCM有最小输出负载电流要求
DCM
DCM不连续电流模式
在轻负载电流时
IAVE < ½ IRipple 电感的电流(能量)完全放电到0,
在电流降到0时刻,二极管自 然关断,阻挡电感电流的反向 流淌,输出由电容供给,纹波 大. 开关频率及输出电压和负载电 流相关
BUCK电路根本原理及工作方 式分析
1.BUCK电路根本拓扑
Buck变换器:也称降压式变换器,是一种输出电压小于输入电压的单管 不隔离直流变换器。
图中,Q为开关管,其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号,信号周期为Ts,则信号频率为 f=1/Ts,导通时间为Ton,关断时间为Toff,则周期 Ts=Ton+Toff,占空比Dy= Ton/Ts。
BUCK电路基本原理
1.BUCK电路基本拓扑
Buck变换器:也称降压式变换器,是一种输出电压小于输入电压的单管 不隔离直流变换器。
图中,Q为开关管,其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号,信号周期为Ts,则信号频率为 f=1/Ts,导通时间为Ton,关断时间为Toff,则周期 Ts=Ton+Toff,占空比Dy= Ton/Ts。
4.闭环控制思想
1. 上图所示的电流电压双闭环的模式; 2.首先满足电压环的控制,使其输出快速达到给定 电压,而后通过调整负载满足电流环的控制; 3.当然在电路出现故障时,优先满足电流环,可能 会出现电压输出较低的情况。
5.PEU-BUCK电路
电感的电流总是由正方向流动 电流不会降到0
PWM控制,恒定开关频率工作 改变占空式调节输出
输出负载电流下降 从CCM-DCM
CCM CCM有最小输出负载电流要求
DCM
DCM不连续电流模式
在轻负载电流时
IAVE < ½ IRipple 电感的电流(能量)完全放电到0,
在电流降到0时刻,二极管自 然关断,阻挡电感电流的反向 流动,输出由电容提供,纹波 大. 开关频率及输出电压和负载电 流相关
2.基本工作原理
开关管导通,电感激磁,电流线性上升
L diL dt
Vin
Vo
I pk
(Vin
Vo )D Lf S
开关管关断,电感去磁, 电流线性
下降
L diL dt
Vo
Vo = D Vin
I pk
Vo (1 D) Lf S
伏秒值平衡: Vt =恒定 toff: 去磁
ton: 激磁 B
boost和buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作原理
boost和buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作
原理
Boost和Buck两种开关电源的基本电路拓扑和工作原理如下:
1. Boost拓扑电路:Boost电路是一个升压电路。
当开关管导通时,输入电压Vi对电感Ls充电,形成的回路是:输入Vi→电感Ls→开关管Q。
当开关管关断时,输入的能量和电感能量一起向输出提供能量,形成的回路是:输入Vi→电感Ls→二极管D→电容C→负载RL。
此时负载的供电电源相当于Vi加上电感的感应电动势,从而实现升压。
2. Buck拓扑电路:Buck电路是一个降压电路。
当开关闭合时,续流二极管D是截止的,由于输入电压Vi与储能电感Ls接通,因此输入-输出压差(Vi-Vo)就加在Ls上,使通过Ls上的电流线性地增加。
在此阶段,除向负载供电外,还有一部分电能储存在电感Ls和电容Cr中。
当开关断开时,在电感Ls上产生反向电动势,使二极管D从截止变成导通。
如需了解更多信息,建议咨询专业技术人员或者查阅相关技术手册。
三相交错并联buck电路驱动波形
三相交错并联buck电路驱动波形1.引言1.1 概述在电力转换和电源控制领域,三相交错并联buck电路是一种常用的拓扑结构。
它通过将三个buck电路相互交错并联,以实现高效、稳定的电压降低和功率转换。
该电路不仅能够实现较大范围的电流调节和电压转换,还具有较低的能量损耗和短路保护等优势。
三相交错并联buck电路由三个独立的buck电路组成,每个buck电路都有一个功率开关,控制其输出电流。
这三个buck电路通过三个独立的输入电源连接在一起,并具有相同的输出负载。
当输入电压施加在三相交错并联buck电路上时,每个buck电路的功率开关将根据控制信号的输入进行开关动作,实现电压的降低和输出电流的控制。
通过三个buck电路的交错并联,整个电路能够提供更大的输出电流和更低的输出电压,以满足各种电力转换和电源控制的需求。
三相交错并联buck电路具有较高的效率和稳定性。
由于其低能量损耗特性,它在电力转换和电源控制系统中得到广泛应用。
此外,它还具有较好的短路保护功能,能够在故障发生时及时切断电流,以保护电路和负载的安全。
本文将就三相交错并联buck电路的原理和工作方式进行详细探讨,并分析其在电力转换和电源控制领域的优势和应用前景。
通过对其运行波形的研究和分析,我们将深入理解该电路的工作原理和性能特点,为电力转换和电源控制系统的设计和应用提供参考和指导。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:本文将按照以下结构进行阐述三相交错并联buck电路驱动波形的相关知识。
首先,在引言部分,将对本文所要讨论的主题进行概述,简要介绍三相交错并联buck电路驱动波形的背景和意义。
然后,将介绍本文的结构,概括性地说明每个章节的内容和目标。
最后,明确本文的目的,阐述写作本文的原因和意义。
接下来,在正文部分,将详细讲解三相交错并联buck电路的原理。
首先,将对三相交错并联buck电路的基本结构进行介绍,包括其组成元件和电路连接方式。
Buck电路工作原理详解
T itdt
I AV 0 T
,即在一个周期内电流函数曲线与时间轴所围成的面积除以周期,
为电流的平均值。参照图四电感电流波形,一个周期内面积为
I I I I I I
S Lmin Lmax T D Lmin T Lmax 1 D Lmin T Lmax
2
2
2
所以,平均电流
I I S
图二
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Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析
当感开 电关 流管 线Q性1减驱少动,为输低出电电平压时靠,输开出关滤管波关电断容,C储L1放能电电以感及L1减通小过的续电流感二电极流管维放持电,,等电
效电路如图三
N
图三
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6.120V 6.41
0.955A
2.353A (50uS 0.5 16.311uS) 2 50uS
0.972A
Buck电路原理分析
图十
蓝色:电感电流 红色:电感电压 绿色:开关驱动 棕色:输出电压
Boost电路 Buck-Boost电路
Boost电路 Buck-Boost电路
Buck电路原理分析
一、Buck电路原理图
图一 Buck电路,又称降压电路,其基本特征是DC-DC转换电路,输出 电压低于输入电压。输入电流为脉动的,输出电流为连续的。
- + tuoV 1 R - 1 L + niV - +
Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析 当开关管Q1驱动为高电平时,开关管导通,储能电感L1被充磁,流经电感的电流 线性增加,同时给电容C1充电,给负载R1提供能量。等效电路如图二
Buck电路工作原理详解
6.120V 6.41
0.955A
2.353A (50uS 0.5 16.311uS) 2 50uS
0.972A
Buck电路原理分析
图十
蓝色:电感电流 红色:电感电压 绿色:开关驱动 棕色:输出电压
Boost电路 Buck-Boost电路
Boost电路 Buck-Boost电路
T itdt
I AV 0 T
,即在一个周期内电流函数曲线与时间轴所围成的面积除以周期,
为电流的平均值。参照图四电感电流波形,一个周期内面积为
I I I I I I
S Lmin Lmax T D Lmin T Lmax 1 D Lmin T Lmax
2
2
2
所以,平均电流
I I S
图二
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Buck电路原理分析
二、Buck电路工作原理
1、基本工作原理分析
当感开 电关 流管 线Q性1减驱少动,为输低出电电平压时靠,输开出关滤管波关电断容,C储L1放能电电以感及L1减通小过的续电流感二电极流管维放持电,,等电
效电路如图三
N
图三
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T
on
V V o
in
T T on
d
同样,在一个周期对电感电流进行分析:
Io
I Lmax T * D
2T
T
d
Buck电路原理分析
四、外为参数对系统工作模式的影响:
图六
Buck电路原理分析
四、外为参数与系统工作模式的关系:
参考图六,在一个周期对电感电流进行分析:
I I I I T
TD
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Buck电源中绝缘栅场效应管的驱动方法
作者:王华彪魏金玲常辉陈亚宁
一、引言
图一所示的单管降压电源,拓扑很简单,但由于MOSFET的源极电位不固定,驱动不是很容易。
本文就斩波电源的不同驱动方式,分别就其电路的复杂性、驱动脉冲质量、价格成本以及工作频率的适应性等方面进行了分析和比较。
二、各种驱动电路分析
1、电平转换直接驱动
当主电路的供电电压不太高时,可插入图二所示的电平转换驱动电路。
这种方法的优点是成本较低,缺点一是当输入电压Vin较高时不易处理好;二是电平移动驱动部分需要电荷泵供电,因此电路比较繁复。
2、光电耦合器隔离驱动
这是一种常用的方法,如图三所示,优点是电路比较成熟,但光耦次级需要隔离电源,由于光耦的速度不是很快,工作频率不能太高,并可能降低电源的瞬态响应速度。
3、变换MOSFET的位置,直接驱动
如图四所示,将MOS管移到供电电源的负端,就可用IC输出的信号直接驱动。
优点是驱动成本低,缺点一是输出地悬浮,抗干扰性差;二是不能直接引进反馈,需要再加光耦隔离传送。
4、变压器直接隔离驱动
图5所示这种直接驱动方法的突出优点是成本最低,但由于变压器只能传递交流信号,因此输出的正负脉冲幅值随占空比而变,只适用于占空比在0.5左右、而且变化不大的情况。
同时由于变压器的负载是MOS管的输入电容,驱动脉冲的前后沿一般不会很理想。
5、有源变压器驱动
用变压器传送信号,次级另加隔离电源和放大电路,如图6所示。
因为变压器只传送信号,因此响应比较快,工作频率可以很高,次级有源,可以输出比较陡峭的脉冲信号。
缺点是要有一路隔离的电源供给。
6、采用新型隔离驱动组件直接驱动
图7示出的是采用KD103(原CMB3)型驱动模块的斩波电路,该驱动组件是北京落木源公司开发出的单管隔离驱动器。
该款驱动器使用变压器隔离,采用分时技术,在输入信号的上升和下降沿传递PWM的信号,在平顶阶段传递能量,因而能够输出陡峭的驱动脉冲。
这种驱动方法的优点是使用方便(在MOSFET功率不大时,只要如图7连接就可以了),驱动脉冲质量好,工作频率高,体积较小,输入电压最高可达1000V,价格也比较便宜。
缺点是工作频率低时要求的变压器体积比较大,同时成本稍高些,但考虑到简化了设计、并降低了装配成本,总成本可能还要低些。
三、结语
下表总结了上面的分析,可以看出,在大多数情况下,采用KD103(原CMB3)专用斩波隔离驱动器是较佳的选择。
电平移位驱动光耦隔离驱
动
MOS管移位
驱动
变压器直
接驱动
有源变压
器驱动
TX-KD模块
驱动
最高工作频率比较高不高,受限
于光耦
高比较高高高。