dcdc驱动线路设计模块
DCDC模块电源的反馈电路和设计方法
DCDC模块电源的反馈电路和设计方法1.设定输出电压:根据所需的应用要求,确定DCDC模块的输出电压。
这个输出电压将是反馈电路中的一个参考值。
2.选择参考源:选择一个合适的参考源来提供稳定的参考电压。
这可以是一个精确的参考源芯片,如LM4140或ADR5040,或者是使用电阻分压电路来生成基准电压。
3.设计误差放大器:误差放大器是反馈电路的核心部分,它将输出电压与参考电压进行比较,并生成误差信号。
这个误差信号将用于调整模块的控制电路。
误差放大器通常使用运算放大器来实现,可以使用标准的运算放大器芯片,如LM358或OPA3414.设计比较器:比较器是用于将输出电压与参考电压进行比较的电路。
它生成一个逻辑信号,表示输出电压是否高于或低于参考电压。
比较器可以使用专门的比较器芯片,如LM393或LM311,或者使用运算放大器来实现。
5.设计控制电路:控制电路根据误差信号和比较器的输出来调整开关管的导通时间。
控制电路可以使用数字控制器、模拟控制器或专门的控制芯片来实现。
这个控制电路应该能够根据误差信号的大小和方向来调整开关管的导通时间。
6.添加过压和欠压保护:为了保护DCDC模块和负载,可以添加过压和欠压保护电路。
这些保护电路可以根据输出电压的水平来触发开关,从而保护模块和负载。
7.优化滤波和稳压电容:为了提高稳定性和滤波效果,可以在输入和输出端添加滤波电容。
这些电容可以帮助去除电源线上的噪音和纹波,并提供稳定的输出电压。
总结起来,设计DCDC模块的反馈电路需要考虑输出电压、参考源、误差放大器、比较器、控制电路、过压和欠压保护、滤波电容等各个方面。
合理的设计反馈电路可以实现对输出电压的精确控制,并提供稳定可靠的电源。
DCDC模块电源的设计方法
• • •
三种基本的隔离开关电源:
L Vin
Lm
D
Vo
Vin
D1
D2
Vo
S
S
Flyback Converter
正激型变换器
L D1 Vo
Vin
S2
S1
D2
桥式变换器
电感的电磁学定义:
电路的观点:
i(t) + u(t) -
di(t ) u(t ) L dt
磁场的观点:
i(t)
φ
φ
Li(t )
1 B max Bdc B 2
铁磁材料的磁芯损耗的测量:
i(t) LCR Meter
+
u(t) -
根据实际工作的f和 ΔB画出磁芯的磁滞回线 (B-H),磁滞回线的面积即为磁芯损耗
R Q L
1/R代表了磁芯在小信号下的损耗大小。
1/ R
1 QL
Core characteristics analysis(1)
在国际单位制中:B称为磁感应强度,单位:特斯拉 T H称为磁场强度,单位:安培每米 A/m
o 4 107
φ
磁感应强度为B
面积为S
Bds
φ
s
BS
均匀磁场
称为磁通,磁通围绕电流构成一个闭合回路,且大小连续。 B又称为磁通密度
闭合的磁路及磁路中的气隙:
I
磁路长度lc 磁场强度Hc
磁性材料的磁芯损耗:
磁滞损耗:由于磁畴翻转导致的损耗,主要与磁性材 料的性质有关。
涡流损耗:变化的磁通在磁芯形成涡流(感应电流) 导致的损耗,主要与磁性的结晶情况有关。
互相绝缘的硅钢片用来减少涡流损耗。
DCDC变换器的设计方案
DC-DC变换器的设计方案一种模块化高效DC-DC变换器的开发与研制设计方案一、设计任务:设计一个将220VDC升高到600VDC 的DC-DC变换器。
在电阻负载下,要求如下:1、输入电压U=220VDC,输出电压u=600VDC。
2、输出额定电流|;:=2.5A,最大输出电流Iomax=3Ao3、当输入山在小范围内变化时,电压调整率SV W2%(在匕=2.5A时)。
4、当|<在小范围你变化时,负载调整率SI W5%(在||=220VDC时)。
5、要求该变换器的在满载时的效率n±90%o6、输出噪声纹波电压峰-峰值U t)pp<1V(在Ui=220VDC,u=600VDC,[(=2・5A条件下)。
7、要求该变换器具有过流保护功能,动作电流设定在3A o8、设计相关均流电路,实现多个模块之间的并联输出。
二、设计方案分析1、DC-DC升压变换器的整体设计方案主电路图1DC-DC变换器整体电路图如图1升压式DC-DC变换器整体电路所示,该DC/DC电压变换器由主电路、采样电路、控制电路、驱动电路组成;开关电源的主电路单元、样电路单元采、控制电路单元、驱动电路单元组成闭环控制系统,是相对输出电压的自动调整。
控制电路单元以SG3525为核心,精确控制驱动电路,改变驱动电路的驱动信号,达到稳压的目的。
2、DC-DC升压变换器主电路的工作原理DC-DC功率变换器的种类很多。
按照输入/输出电路是否隔离来分,可分为非隔离型和隔离型两大类。
非隔离型的DC-DC变换器又可分为DC600V降压式、升压式、极性反转式等几种;隔离型的DC-DC 变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。
下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC 变换器的工作原理。
图2(a )DC-DC变换器主电路图2(b )DC-DC 变换器主电路图2(a )是升压式DC-DC 变换器的主电路,它主要由开关变换电路、高频变压电路、整流电路、输出滤波电路四大部分组成;图1(b )是用matlab 模拟主电路 DC220V出的升压式DC-DC变换器的主电路图。
一种恒流型DCDC大功率LED驱动电路的设计
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浙江大学电气工程学院硕士学位论文一种恒流型DC-DC大功率LED驱动电路的设计姓名:裴倩申请学位级别:硕士专业:电力电子与电力传动指导教师:陈辉明;王正仕20100127浙江大学硕士学位论文摘要摘要在能源和环境问题日趋严重的今天,以高效、节能、环保以及长寿命为主要特点的大功率照明白光LED获得了人们的重视。
随着其性能的提高以及生产成本的下降,大功率照明白光LED将逐步取代白炽灯和荧光灯,引起人类照明史上又一次革命。
与此同时,大功率从照明白光LED驱动电路的开发也由于大功率LED的应用的逐渐普及得到了长足的发展。
本论文的题目来源于电源公司的合作项目,论文的目的是设计一种市场需求量大的大功率白光LED恒流驱动变换器,要求其在输入电压和负载LED灯串电压(即个数)在一定范围内变化时,仍具有高恒流精度和控制结构简单、成本低、体积小、效率高等特点。
本论文的研究思路和工作内容如下:首先,论文对大功率照明LED的特性及发展和白光LED驱动电路的分类进行了介绍。
接着分析了DC-DC转换电路的原理和控制策略,包括DC-DC转换电路的三种拓扑结构的原理分析、两种反馈控制模式和三种控制方式。
然后,分析了本论文提出的大功率LED的Buck型、Boost型、Buck-Boost型变换器恒流输出的控制原理和恒流电路实现算法及结构。
最后,论文完成了各个单元电路的分析和设计,设计制作了一台用于驱动350mA、lW的白光LED--LuxeonTMStar的Buck型和Flyback型LED恒流DC-DC驱动变换器,并进行了调试实验和分析了各变量对恒流精度的影响,实验结果验证了本文理论研究和电路实现结构设计结果的正确性。
关键词:大功率LED;恒流驱动;开关电源;DC-DC转换电路浙江大学硕士学位论文摘要AbstractNowadaystheproblemsofenergysourcesandenvironmentbecomemoreandmoreserious,semiconductorlightinghaswonpeople’Sattentionforitsuniqueattributesoflowenergyconsumption,lowpollution,longlifeandhighefficiency.AsthequalityofpowerLEDimprovesandthecostofpowerLEDreduce,semiconductorlightingwillreplaceincandescentdevelopmentofHighPowerLED,theresearchofitsandfluorescentlightinggradually.Withtheconstantcurrentdrivingcircuithasalsobeengreatlyaccelerated.Thesourcesubjectofthedissertationoriginatesfromacooperativeprojectfundedbyapowercompany.ThedissertationaimstodesignaHighPowerLEDsconstantcurrentdrivingconverterwhichishighlydemandedbytheofmarket.TheainputvoltageandloadvoltageofLEDsastrings(i.e.numbersefficiencyisLEDs)changeswithincertainrange,Itisrequiredstillhavinghigh—precisionconstantcurrent.Andthecircuitstructureissimple,thecostislow,andthehigh.‘TheresearchCanbesummarizedasfollows:First,thefeaturesandthedevelopmentofhighpowerLEDlightingandtheclassificationofwhiteLEDdrivercircuitswereintroduced.ThenthethesisanalyzedtheprincipleandcontrolstrategyoftheDC-DCconvertercircuits,includingtheprinciplesanalysisofthethreecircuittopologies,twokindsoffeedbackcontrolmodescontrolprinciple,circuitconstant-currentoutputofconverterisandthreekindsofcontrolmode.Then,thealgorithmandcircuitstructure,beenpresentedinthispaper,oftheBuck-type,Boost-type,andBuck-Boosttypehigh?powerLEDanddesignofvariouscellcircuitisfinished.Aareanalyzed.Finally,theanalysisaBuck?-typeandFlyback?-typeLEDsconstantcurrentDC--DCdrivingconvertersetupforofdrivingseveral350mA,1variablesonWLuxeonTMStar.ExperimentsaccuracywerewerecarriedOutandtheimpactsaconstantcurrentanalyzed.Thedesign.experimentalresultshavegoodagreementwiththeoreticanalysisandcircuitstructure浙江大学硕上学位论文摘要Keyword:HighPowerLED;DC.DCconverterConstantcurrentdriver;Switchingmodepowersupply;浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
DCDC模块电源的设计方法
DCDC模块电源的设计方法DC-DC模块电源设计是一种常见的电源设计方法,它将输入电压转换为稳定的输出电压以供电路中其他组件使用。
在设计DC-DC模块电源时,需要考虑输入电压范围、输出电压、电流需求、效率、稳定性、尺寸和成本等多个因素。
下面将介绍DC-DC模块电源的设计方法,包括步骤和注意事项。
**步骤一:确定需求**在开始设计DC-DC模块电源之前,首先要确定电路的需求。
这包括输入电压范围、输出电压、输出电流需求、效率要求、稳定性需求等。
通过分析电路的需求,可以确定设计的基本参数。
**步骤二:选择拓扑结构**在确定电路需求后,需要选择适合的拓扑结构。
常见的DC-DC模块拓扑结构包括降压、升压、升降压和反激等。
根据电路的需求和设计参数,选择最合适的拓扑结构。
**步骤三:选择关键器件**选择关键器件包括功率开关管、电感、电容、稳压器等。
功率开关管的选型要考虑其经济性、效率、导通电阻等关键参数;电感和电容的选型要考虑其容值、电流承受能力和尺寸等;稳压器的选型要考虑其输出电压稳定性和负载能力等。
在选择关键器件时,要综合考虑各种因素,确保电路的性能和稳定性。
**步骤四:设计控制电路**设计控制电路是DC-DC模块电源设计的关键步骤。
控制电路通常包括PWM控制器、反馈网络、过压保护、欠压保护等。
PWM控制器用于控制功率开关管的开关,实现输出电压的稳定调节;反馈网络用于监测输出电压,进行反馈控制;过压保护和欠压保护用于保护电路和负载。
设计控制电路时,要确保其稳定性和可靠性,同时满足电路需求。
**步骤五:设计输出滤波**设计输出滤波电路是为了减小输出波形的纹波和噪声,提高输出电压的稳定性。
输出滤波电路通常包括LC滤波器和电容滤波器,可以有效滤除高频干扰和谐波。
通过合理设计输出滤波电路,可以提高电路性能和稳定性。
**步骤六:仿真和调试**在设计完成后,需要进行仿真和调试。
通过仿真软件模拟电路的工作状态,验证设计参数和性能。
DCDC电路设计的一些技巧和应该如何选择元器件说明
DCDC电路设计的一些技巧和应该如何选择元器件说明DC-DC指直流转直流电源(DirectCurrent)。
是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值得电能的装置。
如,通过一个转换器能将一个直流电压(5.0V)转换成其他的直流电压(1.5V 或12.0V),我们称这个转换器为DC-DC转换器,或称之为开关电源或开关调整器。
DC-DC转换器一般由控制芯片,电感线圈,二极管,三极管,电容器构成。
在讨论DC-DC转换器的性能时,如果单针对控制芯片,是不能判断其优劣的。
其外围电路的元器件特性,和基板的布线方式等,能改变电源电路的性能,因此,应进行综合判断。
DC-DC转换器的使用有利于简化电源电路设计,缩短研制周期,实现指标等,被广泛用于电力电子、军工、科研、工控设备、通讯设备、仪器仪表、交换设备、接入设备、移动通讯、路由器等通信领域和工业控制、汽车电子、航空航天等领域。
具有可靠性高、系统升级容易等特点,电源模块的应用越来越广泛。
此外,DC-DC转换器还广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。
在电路类型分类上属于斩波电路。
2.特点:其主要特点是效率高:与线性稳压器的LDO相比较,效率高是DCDC的显著优势。
通常效率在70%以上,重载下高的可达到95%以上。
其次是适应电压范围宽。
A:调制方式1:PFM(脉冲频率调制方式)开关脉冲宽度一定,通过改变脉冲输出的频率,使输出电压达到稳定。
PFM控制型即使长时间使用,尤其小负载时具有耗电小的优点。
2:PWM(脉冲宽度调制方式)开关脉冲的频率一定,通过改变脉冲输出宽度,使输出电压达到稳定。
PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。
B:通常情况下,采用PFM和PWM这两种不同调制方式的DC-DC转换器的性能不同点如下。
PWM的频率,PFM的占空比的选择方法。
PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制,且在重负载时自动转换到PWM控制。
DCDC电路模块化设计与系统仿真软件
DCDC电路模块化设计与系统仿真软件DCDC电路是一种直流到直流的电力转换器,它通过将输入的直流电压转换为不同电压级别的输出直流电压,以满足各种电子设备的供电需求。
而DCDC电路的设计和仿真是电子工程师在电路设计过程中的重要一环。
为了提高电路设计的效率和可靠性,以及降低开发成本,DCDC电路模块化设计与系统仿真软件应运而生。
DCDC电路模块化设计是指将直流-直流电源转换器按照模块化原则进行设计和组装的方法。
它将电路分解为多个相对独立的模块,并通过模块之间的连接实现电源转换功能。
这种模块化的设计方法有助于降低电路设计和布板复杂度,提高系统的可维护性和可升级性。
在进行DCDC电路模块化设计时,需要利用系统仿真软件进行电路性能分析和验证。
系统仿真软件通过建立电路的数学模型,可以通过计算和仿真分析电路的性能参数,如输出电压、输出电流、效率等。
在仿真软件中,我们可以根据设计要求和参数设定,对电路进行频率响应、稳态和暂态特性仿真,以评估电路的可靠性和稳定性。
DCDC电路模块化设计和系统仿真软件的使用具有以下优势:1. 提高开发效率:通过模块化设计和使用仿真软件,可以快速验证和调试电路设计,减少了实际硬件搭建的时间和成本。
2. 降低设计风险:利用仿真软件可以在设计阶段模拟各种电路故障和负载变化条件,避免了设计中的潜在问题,降低了产品的设计风险。
3. 提高电路性能:通过不断地优化和调整电路参数,可以提高DCDC电路的转换效率、输出稳定性和电源噪声等性能指标。
4. 加速产品上市:通过利用模块化设计和系统仿真软件,可以缩短产品开发周期,快速将设计方案转化为实际产品,加速产品的上市时间。
总之,DCDC电路模块化设计与系统仿真软件在电子工程领域中具有重要的意义。
它不仅简化了电路设计的流程,提高了设计的效率和可靠性,还有效地降低了电子产品的开发成本。
随着技术的不断发展,相信DCDC电路模块化设计和系统仿真软件将会在未来的电子工程领域发挥更加重要的作用。
DCDC升压电源模块的设计_毕业设计
本科毕业设计题目DC/DC升压电源模块的设计系电子工程专业班级学号学生姓名指导教师完成日期诚信承诺我谨在此承诺:本人所写的毕业论文《DC/DC升压电源模块的设计》均系本人独立完成,没有抄袭行为,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,若有不实,后果由本人承担。
承诺人(签名):年月日摘要DC/DC变换器是将一种直流电压变换为另一种所需的直流电压(固定或可调)。
这种技术被广泛应用于计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域,涉及到国民经济的各行各业中,变换器还需要符合上述领域的安全标准。
本文重点讲述了DC-DC升压型变换器的工作原理,描述了DC-DC变换器的控制方法,同时,详细阐述了脉宽调制中电压控制模式和电流控制模式的基本原理,分析比较了它们各自的优缺点。
本文设计了一款采用峰值电流控制型脉宽调制芯片UC3842设计的Boost升压型DC-DC变换电路,外接元器件少,控制灵活方便,输出电压稳定可调。
在系统的硬件部分设计中,有三个部分组成,主要涉及到Boost拓扑结构电路、脉宽调制控制驱动电路、反馈闭环电路。
在设计、制作、调试完整机之后,本系统基本能够达到预期的要求:1.在输入电压15V-20V范围内输出电压在32-55V;2.最大输出电流达到1A;3.DC/DC变换器的效率>70%。
关键词:升压型DC/DC变换器;电流控制;电压控制;脉宽调制ABSTRACTDC-DC converter is one DC voltage is transformed into another DC voltage required (fixed or adjustable). This technology is widely used in computers, office automation equipment, industrial instrumentation, military, aerospace and other fields related to national economy sectors, the converter also need to meet safety standards in these areas.This paper focuses on the working principle of step-up DC-DC converter. Describes the DC-DC converter control method.At the same time, expounds the pulse width modulation of voltage control mode and the basic principle of current control model, and analyses their advantages and disadvantages.This paper designs a using current peak control mode pulse width modulation UC3842 chip design Boost booster type DC-DC transform circuit,less External components, control is flexible and convenient, the output voltage stability can be adjusted.There are three parts of hardware in the system design, mainly related to the Boost topology circuit, PWM control circuit, feedback loop circuit.In the design, production and testing after the system achieves the desired requirements: 1.The input voltage range of 15V-20V Output voltage 32-55V; 2.The maximum output current of 1A; 3.DC-DC Converter efficiency> 70%.Keywords: Step-up DC/DC converter; current control; voltage control; Pulse width modulation目录1 绪论............................................. 错误!未定义书签。
dcdc驱动线路设计模块
DCDC驱动电路设计规范2002年05月30日发布2002年05月30日实施艾默生网络能源有限公司前言本规范于2002.05.30首次发布。
本规范起草单位:研发业务管理部、一次电源开发部本规范执笔人:茹永刚本规范主要起草人:茹永刚、方旺林、吴建华、周代文、张华健、张强本规范标准化审查人:林攀本规范批准人:方强本规范修改记录:更改信息登记表目录摘要 (5)缩写词/关键词/解释 (5)1.来源 (5)2.适用范围 (5)3.规范满足的技术指标(特征指标) (5)4.详细电路图................... (5)5.工作原理简介 (6)6.设计、调试要点 (6)7.局部PCB版图(可选项)................. .. (7)8.元器件明细表(详见附录)................................. . (7)9.设计实例 (7)10.附录 (9)附录1.元器件明细表 (9)附录2.应用反例(可选项) (9)摘要本规范介绍了一种常用的MOSFET驱动线路,该电路适用于全桥、半桥等互补对称驱动电路(双正激线路同名端需更改),可以有效的消除由于MOSFET米勒效应引起的误导通。
线路简单成本较低。
关键词米勒效应、导通时间、关断时间缩略词解释一来源本规范中的电路来源于H5415Z模块的实际应用,已经通过大批量运行得到验证,二适用范围该单元电路可用于一般的有双管驱动需求的整流模块中,如一次电源新50A整流模块、新25A整流模块、100A整流模块等等。
三规范满足的技术指标(特征指标)驱动在新50A中的使用指标为:——工作频率:80K——驱动电压:12.5V——驱动功率:1.23W(DC/DC管子采用IRFP460A)四详细的电路图图1 H5415Z驱动线路图五工作原理简介在桥式等有上下管存在的线路中,当上下管中的1只管导通时,另一管的VDS会迅速上升到较高的电压,此时由于mosfet结电容的存在,未导通管的GS间结电容会被充电(即米勒效应),当VGS高到一定程度时,该管导通,即出现上下管直通现象。
数字llc dcdc电路设计模块
数字llc dcdc电路设计模块数字LLC DC-DC电路设计模块是一种高效率电源转换器,广泛应用于电子设备中。
本文将详细介绍数字LLC DC-DC电路设计的原理和模块的组成,以及设计过程中需要注意的一些关键因素。
首先,我们来了解一下数字LLC DC-DC电路的工作原理。
LLC全称为"L-L-C",是由一种谐振转换器组成,其中的电感(L)和电容(C)构成谐振电路,而另外一部分由电容(C)组成的LC滤波器用于输出滤波。
LLC谐振电路在电源转换器中扮演了重要的作用,通过改变电感和电容的值可以调节输出电压和电流。
数字LLC DC-DC电路设计模块的主要组成部分包括LLC谐振电路、桥臂MOS管、控制电路和保护电路。
LLC谐振电路由电感、电容和变压器构成,通过谐振方式将输入电压转换为输出电压。
桥臂MOS管用于控制电流的开关,实现电源的正反向电流控制。
控制电路负责对LLC 电路的工作状态进行监测和控制,通过PWM控制信号驱动桥臂MOS管的开关动作。
保护电路包括过流保护、过压保护和短路保护等,用于保护电路和电源免受损坏。
在设计数字LLC DC-DC电路模块时,需要考虑一些关键因素。
首先是输入电压范围和输出电压要求,根据实际应用需求确定合适的电压参数。
其次是功率需求,根据所需输出功率确定变压器、电感和电容的大小。
然后是效率要求,通过选择合适的元件和控制方式来提高电路的效率。
此外,还需要考虑输出电压稳定性、温度、EMI(电磁干扰)和防护等因素。
在进行数字LLC DC-DC电路设计时,应首先进行电路拓扑设计和元件选取。
根据上述因素,选择合适的LLC谐振电路拓扑,并计算所需电感、电容和变压器的参数。
然后选择合适的桥臂MOS管和控制电路,确保其能够满足设计要求。
接下来进行电路仿真和稳定性分析,通过模拟软件(如PSIM、Simplis)进行电路性能评估和分析。
最后是PCB布局设计和元件布局,确保电路的稳定性和可靠性。
开关稳压电源的设计——模块化DCDC电源的设计
毕业设计(论文)课题名称开关稳压电源的设计-模块化DC/DC电源的设计系别专业姓名学号开关稳压电源的设计——模块化DC/DC电源的设计摘要随着电子技术的高速发展,各种电子设备的应用越来越来越广泛,其信息处理速度也越来越高,供电电压一降再降;而工作电流越来越大,使得原来的电力技术特别是整流技术效率大大下降而不再适用,这就对电源提出了新的更高的要求。
开关电源是近年来应用非常广泛的一种新式电源。
本文首先介绍了开关电源的研究背景,特点,发展前景,以及其实际应用。
然后对开关电源原理进行研究。
在分析了模块化DC/DC开关电源原理的基础上,我们选用ST公司的L4960模块,根据相关技术规格,对开关电源进行设计,在EDA 软件PROTEL上进行电路原理图的设计和PCB电路的绘制,并完成对电路的仿真。
Along with electronic technology's high speed development, each kind of electronic installation's application more comes to be getting more and more widespread, its information processing speed is also getting higher and higher, as soon as the power line voltage falls falls again; But the operating current is getting bigger and bigger, causes the original electric power technology is specially the rectification technology efficiency big drop no longer is suitable, this set the new higher request to the power source. The switching power supply was the recent years applies the very widespread one kind of new style power source. This article first introduced switching power supply's research background, the characteristic, the prospects for development, as well as its practical application. Then conducts the research to the switching power supply principle. In has analyzed in the modular DC/DC switching power supply principle foundation, we select ST Corporation's L4960 module, according to the correlation technique specification, carries on the design to the switching power supply, carries on the electric circuit schematic diagram in EDA on software PROTEL the design and the PCB electric circuit's plan, and completes to electric circuit's simulation.关键词:开关电源 L4960 PROTEL 仿真Simulation摘要:现在一般应用的串联调整稳压电源,是连续控制的线性稳压电源,这种传统的串联稳压器,调整管总是工作在放大区,流过的电流是连续的,这种稳压器的缺点是承受过载和短路的能力差、效率低。
DCDc模块常见电路拓扑
Vds
Ip Lk
Cr
D
G S
[t3, t4]
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5
IL
ΔIL
Io
t4 t1 LmCr
Lm,Cr的选取原则:
Lm*Cr
1 2
(1
Dm a x) 2 T
2
Vin/n-Vo VL
-Vo
谐振复位正激变换器(Resonant Reset Forward):
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6=t0
IL
ΔIL
Io
激磁电流对主开关的输出
电容放电。
VT
Vin/n
-Vc/n
有源钳位正激变换器(Active Clamped Forward):
td1
td 2
Sa
D
Vin
Lm n:1
Lo
Vo
S1
1-D
-
Io
Vc
+
IL
+
VT
-
Vds
Vin
Sa
Ip Lk
Vin
n:1
L
Vo
T
Vgs
D 1-D
Io
Lm
IL
Vin
Vds
Ip Lk
Cr
D
G S
[t4, t5]
Ip Im
t0 t1 t2 t3 t4 t5
IL
ΔIL
Io
根据电感的伏秒平衡:
VL
(Vin/n-Vo)DT=Vo(1-D)T
Vo=VinD/n
Vin/n-Vo -Vo
谐振复位正激变换器(Resonant Reset Forward)特征:
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DCDC驱动电路设计规范2002年05月30日发布2002年05月30日实施艾默生网络能源有限公司前言本规范于2002.05.30首次发布。
本规范起草单位:研发业务管理部、一次电源开发部本规范执笔人:茹永刚本规范主要起草人:茹永刚、方旺林、吴建华、周代文、张华健、张强本规范标准化审查人:林攀本规范批准人:方强本规范修改记录:更改信息登记表目录摘要 (5)缩写词/关键词/解释 (5)1.来源 (5)2.适用范围 (5)3.规范满足的技术指标(特征指标) (5)4.详细电路图................... (5)5.工作原理简介 (6)6.设计、调试要点 (6)7.局部PCB版图(可选项)................. .. (7)8.元器件明细表(详见附录)................................. . (7)9.设计实例 (7)10.附录 (9)附录1.元器件明细表 (9)附录2.应用反例(可选项) (9)摘要本规范介绍了一种常用的MOSFET驱动线路,该电路适用于全桥、半桥等互补对称驱动电路(双正激线路同名端需更改),可以有效的消除由于MOSFET米勒效应引起的误导通。
线路简单成本较低。
关键词米勒效应、导通时间、关断时间缩略词解释一来源本规范中的电路来源于H5415Z模块的实际应用,已经通过大批量运行得到验证,二适用范围该单元电路可用于一般的有双管驱动需求的整流模块中,如一次电源新50A整流模块、新25A整流模块、100A整流模块等等。
三规范满足的技术指标(特征指标)驱动在新50A中的使用指标为:——工作频率:80K——驱动电压:12.5V——驱动功率:1.23W(DC/DC管子采用IRFP460A)四详细的电路图图1 H5415Z驱动线路图五工作原理简介在桥式等有上下管存在的线路中,当上下管中的1只管导通时,另一管的VDS会迅速上升到较高的电压,此时由于mosfet结电容的存在,未导通管的GS间结电容会被充电(即米勒效应),当VGS高到一定程度时,该管导通,即出现上下管直通现象。
本规范所介绍的驱动线路采用驱动变压器进行隔离,副边两个绕组分别用来驱动上管及下管,工作原理为:互补的驱动信号GD、GC经驱动芯片U301(TPS2812或4424)后,送出驱动能力提升后的驱动信号out1、out2,该信号再驱动由三极管(MJE172及MJE182)组成的推挽三极管,推挽三极管的输出电压加在驱动变压器的原边,作为变压器的原边输入,再经过驱动变压器后送出两路驱动信号。
其中一个副边绕组的电压经过限流电阻(R228&R291或R287&R292)加到管子的GS间,使其导通,另外一个副边绕组通过二极管与电阻(D310&R323或D304&R308)将反压加在管子的GS间,作为管子的关断通道。
六设计调试要点1.变压器的设计:工作频率为f ,占空比D ,Ae 为磁芯截面积,最大工作磁通密度Bm ,驱动变压器原边匝数N 为: em f A B f K Vcc N ⨯⨯⨯=1变压器的匝比由所需的驱动电压及Vcc1的大小决定n =Vcc1/Vgs 2.推挽三极管的作用:在驱动芯片内部高低信号由MOSFET 产生、驱动电流较大时,由于MOSFET 的导通电压由Rdson*Ids 决定,所以会出现驱动信号管不彻底,影响管子的可调关断速度,增加损耗。
3.通过调节电阻R288及R291(R287&R292)可获得所需的mosfet 开通速度,关断速度从损耗角度来讲越快越好,可直接通过一个二极管D304(D310)实现驱动线路的最大电流可通过如下计算:291//2882R R n V I ccd d ⨯=4.电容C390的作用是驱动变压器偏磁补偿 5.D314&R253(D308&R252 )的目的是提供去磁回路6.电阻R371的目的是为了在驱动输出发生短路时阻止故障的进一步延伸,七 元器件明细表 见附录1。
八 设计实例H5415Z 的驱动线路如图1示,模块基本参数为:DC/DC topology 为移相全桥,MOSFET 采用IRF460A ,VCCD1=13V , 1.计中的变量说明Vccd2-----------------驱动电压D---------------------驱动变压器的占空比(恒定为0.47) N---------------------驱动变压器原边匝数 Lmin---------------- 驱动变压器最小电感量I 励磁----------------驱动变压器励磁电流 Ic---------------------驱动变压器原边电流If---------------------DC/DCMOSFET 中Ids 峰值电流 Iav-------------------DC/DCMOSFET 中Ids 平均电流 Pdriver--------------DC/DC 管子驱动损耗 Pconduction--------DC/DC 管子导通损耗 Poff------------------DC/DC 管子关断损耗2、DC/DC 驱动变压器IRFP460A 的Vgs 为±30V ,所以取驱动变压器的匝比为1:1:1,管子的实际驱动电压为Vd =12.5V 。
驱动变压器采用EP13磁芯,材料为DMR30(相当于PC30),Le =24.2mm 、Ae =19.5mm**2、Ve =472mm**3、AL =1170nH/(N**2),工作频率f =80Khz ,驱动电压Vd =12.5V ,占空比恒定为D =0.47。
因为是MOSFET 驱动变压器,不会出现大的电流,取Bm=0.12mTN =Vd K f f s B m Ae =12.54 80000 0.12 19.5E -6=17T s为降低成本,减少编码,与新25A 的驱动变压器完全一致。
取N =20TsB m =V K f f s N A e =12.54 80000 20 19.5E -6=0.1mT100°C 时DMR30的饱和磁通密度Bs =390mT ,有较大的降额。
感量 L min =A LN 2=1170 202=0.47mH 漏感Llk<2.0uH励磁电流峰值: I励磁=V L T =V 2 L f =12.52 0.5 10-3 80000=0.15A原边电流峰值:I C =Vd R 286//R 289+I 励磁=12.531+0.15=0.55A原边电流的有效值:因为驱动变压器的输出电流主要对MOSFET 的结电容充电,驱动功耗计算W 8.0f V 212=⨯⨯⨯⨯=g g Q PImean =Pg/V =1/12.5=0.08A ,Irms 按照0.2的占空比计算为:A Dean I rms 18.02.008.0Im ===因EP13绕线窗口面积较小,普通铜线无法满足原副边的安规距离,所以选用三层绝缘线(&0.25mm ), 电流密度:22mm /A 65.3125.018.0==铜线⨯=πS Irms J 满足要求(<5A/mm*2)3.推挽三极管的选择为提高开关的上升和下降速度,MOSFET 的驱动采用推挽的方式,电阻R286及R289(R285、R290)的目的是用来抑制寄生振荡 。
二极管D305、R309为MOSFET 提供了GS 间结电容的放电回路。
推挽三极管采用MJE182和MJE172(Vce =80V 、Ic =3A )。
最大的导通电流Ic 为:I C =Vd R 286//R 289+I 励磁=12.531+0.2=0.6A4.其它驱动芯片采用TPS2812(最大输出电流2A ),线路与TC4424完全兼容,因为TPS2812的工作电压为15V ,而Vcc2为12.8V ,引起TPS2812的工作电压降额不够,可以在TPS2812的电源前面串入两个二极管,使VCC 降为12.8-1.5=11.3V 。
因为驱动芯片TPS2812的输出用来驱动推挽三极管,驱动电流极小,所以功耗可以不考虑。
MOSFET 的GS 间加稳压管进行过压保护,VgsMAX 为±30V ,采用18V 的稳压管。
电阻R370的目的是为了在驱动输出发生短路时阻止故障的进一步延伸,电容C378与C374的目的是去耦。
十:附录1. 元器件明细表U301 39110205 驱动芯片-2812-2A MOSFET 驱动芯片-DIP8 Q305、Q309 15050018 PNP 三极管/100V/3A/12.5W/TO-225AA Q311 Q307 15050019 NPN 三极管/100V/3A/12.5W/TO-225AAD304 D310 15010007 开关二极管/75V/150mA/4ns/DO-352.正激式驱动线路R253上图示为50A最初使用的正激式驱动线路,该线路具有驱动能力强的特定,但与本规范介绍的线路相比,有如下的缺点:a. 驱动线路复杂,成本较高。
b. 四只主功率管分别驱动,米勒效应严重,在开机的第一个周期时可能出现直通(模块早期窄脉冲导致消磁时间短,米勒效应严重引起直通是相同原因)c. 因为消除米勒效应作用有限,无法使用开关速度较快的功率管,不利于成本降低。
d.对关断三极管的参数(保持时间、放大倍数等)要求较高,否则会出现过谐振而炸机。
e.。