固定频率PWM微功率DCDC变换器设计.

固定频率PWM微功率DC/DC变换器设计

在电池供电的计算机，消费类产品和工业设备中QC/DC变换器是重要的部件。变换器有两种类型：线性变换器和开关变换器。开关变换器主要有三种拓扑结构：降压变换器（开关稳压器将一输入电压变换成一较低的稳定输出电压）; 升压变换器（开关稳压器将一输入电压变换成一较高的稳定输出电压）; 反激变换器（开关稳压器将一输入电压变换成一较低的稳定反相输出电压）。在此用

Motorola的MC33466微功率开关稳压器来设计降压变换器、升压变换器

在电池供电的计算机，消费类产品和工业设备中QC/DC变换器是重要的部

件。变换器有两种类型：线性变换器和开关变换器。开关变换器主要有三种拓扑结构：降压变换器（开关稳压器将一输入电压变换成一较低的稳定输出电压）; 升压变换器（开关稳压器将一输入电压变换成一较高的稳定输出电压）; 反激变换器（开关稳压器将一输入电压变换成一较低的稳定反相输出电压）。

在此用Motorola的MC33466微功率开关稳压器来设计降压变换器、升压变换器和反激变换器。MC3346器件具有非常低的静态偏置电流（典型值15卩A）,含有高精度电压基准、振荡器、脉宽调制（PWM控制器、驱动晶体管、误差放大器、反馈电阻分压器等。

MC33466变换器工作如同一个固定频率电压模式稳压器。变换器工作在非

连续模式, 在晶体管开关导通期间, 电感电流跃变到峰值大于或等于dc 输入电流的两倍值。在晶体管开关的关闭期间, 电感电流跃变到零, 直到另一个转换周期开始为止。

因为输出电压端也同样作为电源电压来为内部电路供电, 所以在降压变换器和反激变换器设计中, 需要一个外部启动电路为集成电距开始转换提供起始功率。

图1、图2和图3分别为用MC33466S计的升压变换器、降压变换器和反激变换器。在图 3 和图 3 中的启动电路用三个分立元件组成。

在变换器设计中必须选择下列参数：

Vin-- 额定工作的dc 输入电压

Vo-- 所希望的dc 输出电压

Io -- 所希望的dc 输出电流

Vripple（pp）-- 所希望的峰-峰输出波纹电压。为使性能最佳, 波纹电压应该保持一低数值一, 因为它将直接影响电源电压调整率和负载调整率。

D--工作占空因数,等于ton （fs ）。对于升压和反激应用此参数必须选择小于0.5 。在变换器设计中, 电路参数的设计公式示于表1。下面给出一个降压变换设计的实例。

具体要求是：Vin=8.0V, 输出电压 3.3V（300mA）, 输出纹波小于300mVpp,Ro=Vo / Io=10 Q o

因为这是一个非连续模式设计

/ Vin = 3.3 / 8 =0.41,, 所以D

选择D

ton ~ D / fs =0.33 /

(50kHz)=6.6 ys

L<(Vin-Vo)(ton)

/ 2Io=(8- 3.3)(6.6 y s) / [2(0.3)]=51.7 yH

选择L=47yH

IL(pk)=(Vin-Vo)(ton)

/ L=(8- 3.3)(6.6 y s) / (47 y H)=660mA

ESR

/ (660mA)=0.455 Q

选择Co为两个330yF钽片电容器。每个电容额定ESR(等效串联电阻)为0.9 Qo 一个完整的电路图示于图2