BUCK_BOOST_BUCK-BOOST电路的原理
(完整版)BUCK和BOOST电路
直流BUCK 和BOOST 斩波电路一、 B UCK 电路降压斩波电路(Buck Chopper)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 。
负载电压的平均值为:式中t on 为V 处于通态的时间,t off 为V 处于断态的时间,T 为开关周期,α为导通占空比,简称占空比或导通比(α=t on /T)。
由此可知,输出到负载的电压平均值U O 最大为U i ,若减小占空比α,则U O 随之减小,由于输出电压低于输入电压,故称该电路为降压斩波电路。
工作原理为:当在t on 状态时,电源为这个电路供电,并对电感和电容充电,负载电压缓慢上升到电源电压。
当t off 状态时,电源电压为断开状态,系统供电依靠电感和电容的储能供电。
所以是一个递减的电压。
所以系统的这个工作流程为,周期性的电源供电方式,而输出的负载的电源大小取决于周期中的占空比。
(a)电路图 (b)波形图(实验结果 )图1降压斩波电路的原理图及波形二、 B OOST 电路开关管Q 也为PWM 控制方式,但最大占空比Dy 必须限制,不允许在Dy=1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DCM 两种工作方式升压斩波电路(Boost Chopper)U i I 1t on =(U O -U i ) I 1t offii on i off on on o aU U TtU t t t U ==+=U GE U D t t tU Ot on t of fT U iVDL C -+-+U EGC R 11U D +-上式中的T/t off ≥1,输出电压高于电源电压,故称该电路为升压斩波电路。
工作原理当开关S 在位置a 时,如图2(a)所示电流iL 流过电感线圈L ,电流线性增加,电能以磁能形式储在电感线圈L 中。
Buck-Boost变换器原理
浅谈Buc k/Boost 变换器Buck 变换器原理Buck 变换器又称降压变换器、是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器, 串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。
1.线路组成图1(a )所示为由单刀双掷开关S 、电感元件L 和电容C 组成的B u ck 变换器电路图。
图1(b)所示为由以占空比D 工作的晶体管T r 、二极管D 1、电感L 、电容C 组成的Buck 变换器电路图。
电路完成把直流电压V s 转换成直流电压V o 的功能。
图1 Buck 变换器电路2.工作原理当开关S 在位置a 时,有图2 (a)所示的电流流过电感线圈L ,电流线性增加,在负载R 上流过电流I o ,两端输出电压V o ,极性上正下负。
当i s >I o 时,电容在充电状态。
这时二极管D 1承受反向电压;经时间D1T s 后(,ton 为S 在a 位时间,T s 是周期),当开关S 在b 位时,如图2(b )所示,由于线圈L 中的磁场将改变线圈L 两端的电压极性,以保持其电流iL 不变。
负载R 两端电压仍是上正下负。
在i L <I o 时,电容处在放电状态,有利于维持I o 、V o 不变。
这时二极管D 1,承受正向偏压为电流i L 构成通路,故称D1为续流二极管。
由于变换器输出电压V o 小于电源电压V s ,故称它为降压变换器。
工作中输入电流is ,在开关闭合时,i s >0,开关打开时,i s =0,故is 是脉动的,但输出电流I o ,在L 、D 1、C 作用下却是连续的,平稳的。
图2 Buck 变换器电路工作过程Boost 变换器Boost 变换器又称为升压变换器、是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器,并联开关电路、三端开关型升压稳压器。
三大基本变换器公式详细推导过程
BUCK,BOOST,BUCK-BOOST公式详细的推导(ZVSZCS)首先要讲到电容的基本公式:电容器上所储存的电荷与施加于电容器上的电压成正比,有:q=CvC为比例常数,称为电容器的电容(capacitance),单位法拉(farad,F),电荷运动产生电流,用数学表示为i=dq/dt电流的单位为安培。
对q=Cv两边取微分得:i=Cdv/dt根据对偶原理得:v=Ldi/dt对于给定的时间增量或减量(v,i为常量,对于恒定的全部更改为大写的V,I)基本概念:对于一般方波功率变换,总有在开关导通器件施加一个恒定电压(Von),而在关断器件自动得到另一个恒定电压(极性相反,幅值为Voff),这将形成分段线性电流.其幅值为上面对偶的到的公式电流取一个变化量得:Von=L*△Ion/ton推导出△Ion=Von*ton/LVoff=L*△Ioff/toff推导出△Ioff=Voff*toff/L整体电流和电压波形可以重复,电路才工作于稳态。
(关键概念)即:开通和关闭期间电流的变化量必须相等(△Ion=△Ioff)即可得伏秒法则:Von*ton=Voff*toff以下的公式推导只针对于CCM变换器首先要几个基本公式:f为开关频率周期为T同时有T=1/f ton+toff=TD为占空比定义为ton/T即ton=D*TToff=T-ton=T-D*T=T*(1-D)BUCK变化器的基本原理图:Q导通时,不记其管压降,L上的电压为Vin-Vout记为电感电压VonQ关闭是,D导通,忽略二极管压降,即二极管对地是等电位的,L两端的电压为Vout,记为电感电压Voff,这时电压与输出电压同一极性。
根据伏秒定律:Von*ton=Voff*toff其中:Von=Vin-VoutVoff=Voutton=D*TToff=T*(1-D)代入上式得:(Vin-Vout)*D*T=Vout*T*(1-D)(Vin-Vout)*D=Vout*(1-D)(Vin-Vout)/Vout=(1-D)/D(Vin-Vout)/Vout+1=(1-D)/D+1通分得:(Vin-Vout+Vout)/Vout={(1-D)+D}/DVin/Vout=1/DD=Vout/VinBOOST基本原理图:Q导通时,不记其管压降,即Q对地是等电位的,L上的电压为Vin,记为电感电压Von Q关闭时,忽略D的压降,这时就一个节点就有Vin+Voff=Vout即Voff=Vout-Vin根据伏秒定律:Von*ton=Voff*toff其中:Von=VinVoff=Vout-Vinton=D*TToff=T*(1-D)代入上式得:Vin*D*T=(Vout-Vin)*T*(1-D)Vin*D=(Vout-Vin)*(1-D)Vin/(Vout-Vin)=(1-D)/DVin/(Vout-Vin)+1=(1-D)/D+1通分得:{Vin+Vout-Vin}/(Vout-Vin)={(1-D)+D}/DD=(Vout-Vin)/VoutBUCK-BOOST变换器基本原理:Q导通时,不记其管压降,同一个节点,L上的电压为Vin,记为电感电压VonQ关闭时,忽略D的压降,电感电压即输出电压,记为Voff=Vout,但是要注意这个电压于输入电压极性相反。
BUCK-BOOST电路工作过程分析及说明
BUCK-BOOST电路工作过程分析及说明一、直流斩波电路的基本原理Buck/Boost变换器是输出电压可低于或高于输入电压的一种单管直流变换器,其电路如图4.8。
与Buck和Boost电路不同的是,电感L f在中间,不在输出端也不在输入端,且输出电压极性与输入电压相反。
开关管也采用PWM控制方式。
Buck/Boost变换器也有电感电流连续和断续两种工作方式,此处以电感电流在连续状态下的工作模式。
图4.8是电感电流连续时的主要波形。
图4.10是Buck/Boost变换器在不同工作模态下的等效电路图。
电感电流连续工作时,有两种工作模态,图4.11(a)的开关管Q导通时的工作模态,图(b)是开关管Q关断、D续流时的工作模态。
V o图4.9电路ArrayVi LFi Qi DV图4.10感电流连续工作波形V oV o(a) Q 导通 (b) Q 关断,D 续流图5.11 Buck/Boost 不同开关模态下等效电路二、电感电流连续工作原理和基本关系电感电流连续工作时,Buck/Boost 变换器有开关管Q 导通和开关管Q 关断两种工作模态。
1.在开关模态1[0~t on ]:t=0时,Q 导通,电源电压V in 加载电感L f 上,电感电流线性增长,二极管D 戒指,负载电流由电容C f 提供:f L fin di L V dt=(2-1)oo LDV I R =(2-2)ofo dV C I dt= (2-3)t=t on 时,电感电流增加到最大值max L i ,Q 关断。
在Q 导通期间电感电流增加量f L i ∆f inL y fV i D T L ∆=⋅ (2-4)2.在开关模态2[t on ~ T]:t=t on 时,Q 关断,D 续流,电感L f 贮能转为负载功率并给电容C f 充电,f L i 在输出电压Vo 作用下下降:f L fo di L V dt=(2-5)f o o oL fo f LDdV dV V i C I C dt dt R =+=+ (2-6)t=T 时,f L i 见到最小值min L i ,在t on ~ T 期间f L i 减小量f L i ∆为:(1)f o o L off y f fV Vi t D T L L ∆=⋅=- (2-7)此后,Q 又导通,转入下一工作周期。
开关电源三大拓扑
开关电源三大基本拓扑1、摘要开关电源已经深入到国民经济的各个行业当中,设计师或是自行设计电源或是购买电源模块,但是这些电源都离不开电源的各种电路拓扑。
本文先介绍了开关电源的三大基础拓扑:Buck、Boost、Buck-Boost,并就这三者拓扑之间进行了简单地组合,得到了非常巧妙的电路,例如:正负输出电源、双向电源等,能够满足诸如运放供电、电池充放电等某些特殊的需求。
2、开关电源基础拓扑开关电源三大基础拓扑为:Buck、Boost、Buck-Boost,大部分开关电源都是采用这几种基础拓扑或者其对应的隔离方式,下面以电感连续模式进行简单介绍。
2.1Buck降压型Buck降压型电路拓扑,有时又称为Step-down电路,其典型的电路结构如下图1所示:Buck电路的工作原理为:当PWM驱动高电平使得NMOS管T导通的时候,忽略MOS管的导通压降,等效如图2,电感电流呈线性上升,MOS导通时电感正向伏秒为:当PWM驱动低电平的时候,MOS管截止,电感电流不能突变,经过续流二极管形成回路(忽略二极管电压),给输出负载供电,此时电感电流下降,如下图3所示,MOS截止时电感反向伏秒为:D为占空比,02.2Boost升压型Boost升压型电路拓扑,有时又称为step-up电路,其典型的电路结构如下图4所示:同样地,根据Buck电路的分析方式,Boost电路的工作原理为:2.3Buck-Boost极性反转升降压型Buck-Boost电路拓扑,有时又称为Inverting,其典型的电路结构如下图5所示:同样地,根据Buck电路的分析方式,Buck-Boost电路的工作原理为:3、Buck与Buck-Boost组合金升阳K78系列的产品采用了Buck降压型的电路结构进行设计,是LM78XX系列三端线性稳压器的理想替代品,效率最高可达96%,不需要额外增加散热片,同时还兼有短路保护和过热保护,值得说明的是它能够完美支持负输出。
BUCK-BOOST-BUCK-BOOST电路的原理
BUCK BOOST BUCK/BOOST电路的原理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。
、Boost变换器:也称升压式变换器,是一种输出电压高于输入电压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=1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DCM两种工作方式、Buck/Boost变换器:也称升降压式变换器,是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器,但其输出电压的极性与输入电压相反。
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。
Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式,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压差②非常小的内部损耗③很小的温度漂移④很高的输出电压稳定度⑤很好的负载和线性调整率⑥很宽的工作温度范围⑦较宽的输入电压范围⑧外围电路非常简单,使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,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:】(1)Buck电路—-降压斩波器,其输出平均电压U0小于输入电压Ui,极性相同。
(2)Boost电路——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——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。
恒流源同步buck原理
恒流源同步buck原理恒流源同步Buck(Boost)是一种用于直流至直流(DC-DC)转换的电路拓扑结构,通常用于调节电压或电流。
在这种拓扑中,恒流源(Constant Current Source)被用作一个关键的部件,它能够提供稳定的输出电流,从而实现对负载的恒流输出。
原理:1.恒流源:恒流源是一个电路元件,它能够提供一个恒定的电流输出,不受负载变化的影响。
在Buck(Boost)转换器中,恒流源通常是通过使用反馈回路来实现的。
反馈回路会监测输出电流,并通过调节开关器件(例如MOSFET)的工作周期来保持输出电流恒定。
2.同步 Buck(Boost)拓扑:在这种拓扑中,一般会有两个开关器件(通常是MOSFET)——主开关和同步开关。
主开关用于控制能量的传输,同步开关则用于辅助调节电压。
这两个开关交替地打开和关闭,从而控制能量的传输和电压的调节。
3.工作原理:①Step-Down(Buck)模式:当主开关打开时,电流通过电感器件,能量储存在电感中。
当主开关关闭时,电感中的储能被释放,但此时二极管将导通,以便电流继续流向负载。
通过控制主开关的开关周期和占空比,可以控制输出电压。
②Step-Up(Boost)模式:在这种情况下,电流通过电感储存能量,但主开关关闭时,能量被释放到输出端。
同步开关此时闭合,允许电流流向负载。
通过控制主开关和同步开关的工作周期和占空比,可以控制输出电压。
4.控制策略:控制策略通常是通过PWM(脉冲宽度调制)来实现的。
PWM控制会根据输出电压(或电流)与期望值之间的差异,调节主开关和同步开关的工作周期和占空比,以使输出稳定在期望值附近。
优势和应用:1.高效率:由于恒流源能够保持输出电流恒定,因此Buck(Boost)转换器通常具有高效率。
2.稳定性:恒流源的存在使得Buck(Boost)转换器对于负载变化具有较强的稳定性。
3.适用范围广:由于其高效率和稳定性,Buck(Boost)转换器广泛应用于电源管理领域,例如电动汽车、太阳能充电器、便携式电子设备等。
BUCK-BOOST电路(电压反馈)原理图及应用分析
BUCK-BOOST电路(电压反馈)原理图及应用分析这个电路我调试了三天才调出一点眉目来,起初我以为是在光耦那里出了问题,反复修改那部分电路,只是在空载的情况下可以,一加100欧以内的功率负载,输入直流稳压电源就稳流了,怎么改都不行。
加跟随,换成ISO124隔离都不能带负载,最后来了个绝的,把自己绕制的1mH的小功率电感换成500uH/6A 的大功率电感之后,带负载就不稳流了。
1~3A负载电流都可以实现。
我总结了一下开关电源调试技巧:1、输出反馈电压与比较参考电压是否合理?2、栅源之间PWM是否正常,有无?占空比是否正确(是升压还是降压?)?开关频率是否设置合理(这关系到开关损耗和输出纹波电压)?3、UC3525供电电压是否在正常范围?共“地”问题是否处理好?4、电感(磁芯、通过电感的电流I、电感感值L、开关频率f)。
这些都是在平时调试开关电源电路时所必须注意的地方,当然可能有些地方没有顾及到。
总结:1.SG3525的PI调节部分确实很关键,这个部分没做好,题目中什么指标都免谈,本次使用204的可调电阻和105串联,最后在与682的瓷片电容并联。
2.开关管的DS之间并联一个电容作为吸收电路,此电容不宜过大(如474的电容),否则会导致开关管发热严重,主干电路的输入电流无谓的增加了几十mA,一般可选择100-470之间的值(一般情况下),也可以与一个小电阻(10-100)串联3.SG3525的10脚,可以接一个2K的电阻到地,亦可以用来作为一个电流反馈端,用作保护作用。
(类似于UC3842的电流反馈的功能)(如果用直流电源作为输入的,而且容易恒流的话,可用此法)4.纹波测试技巧:示波器探头夹在电容两端,越近越好,这样测试纹波则相当小。
5.电压跟随电路(暂对于直流)的性能分析:OPA277 OP07 NE5532/NE5534效果依次递减。
原因:输入失调电压,输入失调电流,以及输入失调电压温漂,输入失调电流温漂越小,跟随性能越好。
入门级Buck电路原理—简洁而不简单
Buck、Boost、Buck-Boost作为直流开关电源中应用广泛的拓扑结构,属于非隔离的直流变换器。
本期内容小编将对其中的Buck电路展开详细介绍。
*Buck基础拓扑电路降压式(Buck)变换器是一种输出电压≤输入电压的非隔离直流变换器。
Buck变换器的主电路由开关管Q,二极管D,输出滤波电感L和输出滤波电容C构成。
接下来将从:1. 开关整流器基本原理2. 传说中的“伏-秒平衡” 3. 同步整流死区时间等三部分详细介绍Buck电路的工作原理。
让我们打起精神,擦亮眼睛,深刻体会简洁而不简单的Buck电路吧!Part 1 开关整流器基本原理导通时间关断时间在[0,Ton]期间,开关导通;在[Ton,Ts]期间,Q截止。
设开关管开关周期为Ts,则开关频率fs=1/Ts。
导通时间为Ton,关断时间为Toff,则Ts=Ton+Toff。
设占空比为D,则D=Ton/Ts。
改变占空比D,即改变了导通时间Ton的长短,这种控制方式成为脉冲宽度调制控制方式(Pulse Width Modulation, PWM)。
Buck电路特征•输出电压≤输入电压•输入电流断续•输出电流连续•需要输出滤波电感L和输出滤波电容CPart 2 传说中的“伏-秒平衡”伏秒原则,又称伏秒平衡,是指开关电源稳定工作状态下,加在电感两端的电压乘以导通时间等于关断时刻电感两端电压乘以关断时间,或指在稳态工作的开关电源中电感两端的正伏秒值等于负伏秒值。
在一个周期T 内,电感电压对时间的积分为0,称为伏秒平衡原理。
正如本文开头视频中指出,任何稳定拓扑中的电感都是传递能量而不消耗能量,都会满足伏秒平衡原理。
Part 3 同步整流死区时间同步整流是采用极低导通电阻的的MOSFET来取代二极管以降低损耗的技术,大大提高了DCDC的效率。
物理特性的极限使二极管的正向电压难以低于0.3V。
对MOSFET来说,可以通过选取导通电阻更小的MOSFET来降低导通损耗。
BUCK BOOST电路原理分析
BUCK BOOST电路原理分析电源网讯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。
Boost变换器:也称升压式变换器,是一种输出电压高于输入电压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=1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DCM两种工作方式Buck/Boost变换器:也称升降压式变换器,是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器,但其输出电压的极性与输入电压相反。
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。
Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式,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压差② 非常小的内部损耗③ 很小的温度漂移④ 很高的输出电压稳定度⑤ 很好的负载和线性调整率⑥ 很宽的工作温度范围⑦ 较宽的输入电压范围⑧ 外围电路非常简单,使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,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:(1)Buck电路——降压斩波器,其输出平均电压 U0小于输入电压Ui,极性相同。
(2)Boost电路——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——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。
boost电路输出电流公式,dcdcbuck电路的基本工作原理
boost电路输出电流公式,dcdcbuck电路的基本工
作原理
Boost电路和BUCK电路都是DC-DC转换器的一种,用于调节直流电压。
Boost电路的输出电流公式为:Iout = Vin D / (L f D),其中Vin为输入电压,D为占空比,L为电感值,f为开关频率。
BUCK电路的输出电流公式为:Iout = Vin D / (L f (1 - D))。
BUCK电路的基本工作原理是:当开关S1闭合导通时,输入电压Vin给电感L1充电,流过电感L1的电流逐渐增加;当开关S1断开时,电感L1通过负载和二极管放电,电感L1的电流逐渐减小。
BUCK电路的基本工作过程就是对电感充放电的过程。
Boost电路的工作原理则与之相反。
它能够将输入电压升高,提供更大的输出电流。
如需了解更多关于Boost电路和BUCK电路的信息,建议查阅相关文献或咨询电子工程师。
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。
BUCK-BOOST电路工作原理图文分析
BUCK-BOOST电路⼯作原理图⽂分析BUCK-BOOST 电路⼯作原理图⽂分析【项⽬任务】测试电路如下图4.8⽰,调整函数发⽣器的占空⽐,测量输⼊与输出关系。
Q12,输出波形通道1,驱动波形(a) 测试电路 (b)函数发⽣器信号 (b)输出波形图4.8 BUCK-BOOST 电路(multisim)【信息单】⼀、直流斩波电路的基本原理Buck/Boost 变换器是输出电压可低于或⾼于输⼊电压的⼀种单管直流变换器,其电路如图4.8。
与Buck 和Boost 电路不同的是,电感L f 在中间,不在输出端也不在输⼊端,且输出电压极性与输⼊电压相反。
开关管也采⽤PWM 控制⽅式。
Buck/Boost 变换器也有电感电流连续和断续两种⼯作⽅式,此处以电感电流在连续状态下的⼯作模式。
图4.8是电感电流连续时的主要波形。
图4.10是Buck/Boost 变换器在不同⼯作模态下的等效电路图。
电感电流连续⼯作时,有两种⼯作模态,图4.11(a)的开关管Q 导通时的⼯作模态,图 (b)是开关管Q 关断、D 续流时的⼯作模态。
V o图4.9电路Vi LFi Qi DV图4.10感电流连续⼯作波形V oV o(a) Q 导通 (b) Q 关断,D 续流图5.11 Buck/Boost 不同开关模态下等效电路⼆、电感电流连续⼯作原理和基本关系电感电流连续⼯作时,Buck/Boost 变换器有开关管Q 导通和开关管Q 关断两种⼯作模态。
1.在开关模态1[0~t on ]:t=0时,Q 导通,电源电压V in 加载电感L f 上,电感电流线性增长,⼆极管D 戒指,负载电流由电容C f 提供:f L fin di L V dt=(2-1)oo LDV I R =(2-2)ofo dV C I dt= (2-3)t=t on 时,电感电流增加到最⼤值max L i ,Q 关断。
在Q 导通期间电感电流增加量f L i ?f inL y fV i D T L ?=(2-4)2.在开关模态2[t on ~ T]:t=t on 时,Q 关断,D 续流,电感L f 贮能转为负载功率并给电容C f 充电,fL i 在输出电压Vo 作⽤下下降:f L fo di L V dt=(2-5)f o o oL fo f LDdV dV V i C I C dt dt R =+=+ (2-6)t=T 时,fL i 见到最⼩值min L i ,在t on ~ T 期间fL i 减⼩量fL i ?为:(1)f o o L off y f fV Vi t D T L L ?==- (2-7)此后,Q ⼜导通,转⼊下⼀⼯作周期。
buck降压和Boost升压电路原理介绍
buck 降压和Boost 升压电路原理介绍
本文主要讲了buck 降压和Boost 升压电路原理,电路图、占空比、电感量、输出电容以及工作原理、假设及参数计算,下面就随小编来看看吧。
一、boost 电路工作原理
boost 升压电路,开关直流升压电路(即所谓的boost 或者step-up 电路)原
理2007-09-29 13:28the boost converter,或者叫step-up converter,是一种开关直
流升压电路,它可以是输出电压比输入电压高。
基本电路图见图一。
假定那个开关(三极管或者mos 管)已经断开了很长时间,所有的元件都处于理想状态,电容电压等于输入电压。
下面要分充电和放电两个部分来说明这个电路
充电过程
在充电过程中,开关闭合(三极管导通),等效电路如图二,开关(三极管)处用导线代替。
这时,输入电压流过电感。
二极管防止电容对地放电。
由于输入是直流电,所以电感上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感大小有关。
随着电感电流增加,电感里储存了一些能量。
放电过程
如图,这是当开关断开(三极管截止)时的等效电路。
当开关断开(三极管截止)时,由于电感的电流保持特性,流经电感的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。
而原来的电路已断开,于是电感只能。
h桥buck-boost电路工作原理
H桥buck-boost电路是一种常用的电源转换电路,可以实现输入电压的升降转换。
它由四个开关元件(通常是MOSFET)和一个电感组成。
工作原理如下:
1. 当S1和S4开启,S2和S3关闭时,电感上的电流开始增加,此时电感储存能量。
2. 当S1和S4关闭,S2和S3开启时,电感上的电流开始减小,此时电感释放能量。
3. 当S1和S2开启,S3和S4关闭时,输入电压施加在电感上,电感储存能量。
4. 当S1和S2关闭,S3和S4开启时,电感上的电压反向,电感释放能量。
通过控制开关的状态,可以实现输入电压的升降转换。
当S1和S4开启,S2和S3关闭时,输出电压为输入电压的降压;当S1和S2开启,S3和S4关闭时,输出电压为输入电压的升压。
H桥buck-boost电路具有高效率、可靠性高等优点,广泛应用于电源转换、电动车、太阳能系统等领域。
h桥buck-boost电路工作原理
h桥buck-boost电路工作原理
H桥buck-boost电路是一种常用于直流-直流(DC-DC)电源
转换的电路配置。
它通过仅使用一对开关和一对脉冲宽度调制(PWM)信号控制电源转换,实现输入电压的升降两种转换
功能。
在H桥buck-boost电路中,有两个功率开关(一般为MOSFET)和两个二极管。
开关控制器根据输出电压与设定值的比较结果,调整开关的状态和调制信号的占空比。
这样,通过改变开关的状态,电流可以流向并从不同的方向进行。
当输入电压高于输出电压时,H桥的开关S1和S4打开,S2
和S3关闭。
此时,输入电流通过S1和D1到输出负载,然后
通过D4和S4返回到电源。
在这种情况下,H桥buck-boost电路以降低的输出电压来提供能量。
当输入电压低于输出电压时,H桥的开关S2和S3打开,S1
和S4关闭。
此时,输出负载的电流通过S2和D4到电源,然
后通过D1和S3返回到负载。
这样,H桥buck-boost电路以提高的输出电压来提供能量。
通过适当控制开关的状态和调制信号的占空比,H桥buck-boost电路可以有效地实现输入电压向升压或降压的转换功能,以满足各种应用的需求。
电流断续时Buck-Boost转换器的工作原理和基本关系
电流断续时Buck-Boost转换器的工作原理和基本关系
BuckBoost 转换器有3 种开关模式。
(1)开关管V 导通,电感电流iLf 从零增加到最大值ILf max;
(2)开关管V 关断,二极管续流,电感电流iLf 从ILf max 降到零;
(3)开关管V 和二极管D 都关断(截止),在此期间电感电流iLf 为零,负载由输出滤波电容Cf 供电。
这3 种开关模式的等效电路如图所示。
在开关管V 导通期间,电感电流iLf 从零开始增加,其增加量△
iLf(+)为
开关管V 关断后,电感电流iLf 从ILf max 线性下降,在Tdis=TON+T’off 时刻下降到零,即
由式(3085)可以看出:在电感电流断续时,输出电压U。
不仅与输入电压Ui 和占容比Du 有关,而且还和负载电流I。
的大小有关。
从如图可以看出,开关管V 电流的最大值Iv max 等于二极管D 电流最大值和电感电流最大值ID max,并和电感电流最大值IL fmax 相等,即
式中,P。
-U。
I。
,是转换器的输出功率。
此式表明功率器件的最大电流,在电感电流断续工作时,仅由输出功率P。
确定。
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BUCK BOOST BUCK/BOOST电路的原理
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。
、Boost变换器:也称升压式变换器,是一种输出电压高于输入电压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=1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DCM两种工作方式
、Buck/Boost变换器:也称升降压式变换器,是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器,但其输出电压的极性与输入电压相反。
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。
Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式,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压差
②非常小的内部损耗
③很小的温度漂移
④很高的输出电压稳定度
⑤很好的负载和线性调整率
⑥很宽的工作温度范围
⑦较宽的输入电压范围
⑧外围电路非常简单,使用起来极为方便
DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,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:】
(1)Buck电路——降压斩波器,其输出平均电压U0小于输入电压Ui,极性相同。
(2)Boost电路——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——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——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。
DC-DC分为BUCK、BUOOST、BUCK-BOOST三类DC-DC。
其中BUCK型DC-DC只能降压,降压公式:Vo=Vi*D
BOOST型DC-DC只能升压,升压公式:Vo= Vi/(1-D)
BUCK-BOOST型DC-DC,即可升压也可降压,公式:Vo=(-Vi)* D/(1-D)
D为充电占空比,既MOSFET导通时间。
0<D<1。
该文章转自手机设计天下网
原文地址:/bbs/dispbbs.asp?boardID=23&ID=1558
开关性稳压电源的效率很高,但输出纹波电压较高,噪声较大,电压调整率等性能也较差,特别是对模拟电路供电时,将产生较大的影响。
因开关电源工作效率高,一般可达到80%以上,故在其输出电流的选择上,应准确测量或计算用电设备的最大吸收电流,以使被选用的开关电源具有高的性能价格比,通常输出计算公式为:
Is=KIf
式中:Is—开关电源的额定输出电流;
If—用电设备的最大吸收电流;
K—裕量系数,一般取1.5~1.8;
电容式开关电源
它们能使输入电压升高或降低,也可以用于产生负电压。
其内部的FET开关阵列以一定方式控制快速电容器的充电和放电,从而使输入电压以一定因数(0.5,2或3)倍增或降低,从而得到所需要的输出电压。
这种特别的调制过程可以保证高达80%的效率,而且只需外接陶瓷电容。
由于电路是开关工作的,电荷泵结构也会产生一定的输出纹波和EMI(电磁干扰)
首先贮存能量,然后以受控方式释放能量,以获得所需的输出电压。
图2
图3
比较内容普通线性稳压
器LDO 电荷泵电感式DC-DC
Buck Boost Buck-B
oost
效率低中中到高高高高输出电流中小低大大大设计难度低低中高高高热量管理差中好最好最好最好需要储能元件不需要不需要不需要需要需要需要噪声大最小小大大大成本低低中高高高
局限性不能升压不能升
压无不能升
压
不能降
压
无
比较内容普通线性稳压
器LDO 电荷泵电感式DC-DC
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