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一.DC-DC电路设计至少要考虑以下条件:
1.外部输入电源电压的范围,输出电流的大小。
2. DC-DC输出的电压,电流,系统的功率最大值。
二.基于以上两点选择PWM IC要考虑:
1. PWM IC的最大输入电压。
2.PWM开关的频率,这一点的选择关系到系统的效率。对储能电感,电容的大小的选择也有一定影响。
3.MOS管的所能够承受的最大额定电流及其额定功率,如果DC-DC IC内部自带MOS,只需要考虑IC输出的额定电流。
4. MOS的开关电压Vgs大小及最大承受电压。
三.电感(L1),二极管(CR1),电容(C2)的选择
1.电感量:大小选择主要由开关频率决定,大小会影响电源纹波;额定电流,电感的内阻选择由系统功耗决定。
2.二极管:通常都用肖特基二极管。选择时要考滤反向电压,前向电流,一般情况反向电压为输入电源电压的二倍,前向电流为输出电流的两倍。
3.电容:电容的选择基于开关的频率,系统纹波的要求及输出电压的要求。容量和电容内部的等效电阻决定纹波大小(当然和电感也有关)。
如何得到一个电源纹波相对较小、对系统其他电路干扰相对较小,而且相对稳定可靠的DC-DC电路,需要对以上电路的原理做如下修改:
1.输入部分:电源输入端需要加电感电容滤波。目的:由于MOS管的开关及电感在瞬间的变化会造成输入电源的波动,尤其是在系统耗电波动较大时,影响更为明显。
2.输出部分:
(1)假定C2的选择的100uF是正确的,我们想得到更小的纹波,可以将100uF的电容改成两颗47uF的电容(基于相同类型的电容);如果100uF电容采用的是铝电解,可以在原来的基础上加一颗10uF的磁片电容或钽电容。
(2)在输出端再加一颗电容和一颗电容对原来的电源做一个LC滤波,会得到一个纹波更小的电源。
PCB布线时,应注意几点:
1.输入电源与MOS的连线要尽可能的粗。
2. Vgs也要粗一点,千万不要以为粗细没关系,(注:一般系统功率相对较低时,输出电流不大,粗细的影响不明显)关键时刻会影响电源的稳定性。
3. CR1,L1尽量靠近Q1。C2尽量靠近L1。
4.反馈电阻的线尽量远离电感L1。
5.反馈电压的地与系统的地尽量的近,保持在一个电位上。
6. CR1的地线千万要粗,在MOS的打开的时间里,L1的电流是由CR1的通路提供,即由地流向L1。
在常见的DC/DC变换器中,有很多的应用技巧是不为工程师所掌握的。 现拿UTC P3596应用电路来作一个说明,与诸位分享交流:
当我们用这个电路做好Buck以后,电感量达到其Spec.的要求,却发现负载调整率过低。这种情况下,很多同学都认为芯片品质问题等等。 其实由于芯片的半导体工艺不能使内部的运放的带宽(bandwidth)做的很大。所以我们所做的要么就是屏蔽内部的运放(象我们常见的384X电路1,2pin的连接方法);要么就是外部来补偿,在R1上并一个无极性电容加速内部运放对输出电压的反应。
分析也不是仅针对UTC P3596的芯片,适用于全部的DC/DC,及其它的开关电源。
开关电源作为一个反馈系统,当我们选用一个运放来做PID(比例积分微分),而我们选用运放要求的带宽要有足够的大,相应的相位裕度也比较大(当然在一定的性价比条件下)。 用于适应响应反馈中采样的低频至高频的信号!
我们做低成本的充电器,可以用稳压管。 功率再大一些,就选用TL431(内部一个运放加晶体管)。 对于精度要求更好的,我们肯定不会用TL431或稳压管。 呵呵~~~~结论还是自己分析会比较好!!!对于很多开关电源工程师来说,一但调试搞不定,就会说补偿没调好/变压器没绕好~~~原因为何"para" label-module="para">
我们首先看一下,UC384X内部结构图(注意看1/2脚之间的运放):
如果我们把2脚接地,用1脚作为反馈端;这实际上,就是把这个内部的运放接成一个跟随器。就是把这个运放给屏蔽了!
在很多情况下,突然撤去负载或输入时,导致Buck电路内部的MOSFET损坏。
分析原因:基本上是输出级的能量无处泄放,一种是自然放电,一种就会反灌!
基本上解决的方法就是在这样的Buck电路中,输入级至输出级反方向接一个二极管。
延伸:为什么我们在开关电源中所应用的MOSFET中会集成一个反向的体二极管啦!同样我们在用VR(7805/7808 etc.)尽量会加一个反向二极管。
也有很多人说,短路电流大或者短路效果不明显。
碰到这样的可以尝试换一个线径来绕制这个电感,因为不同的线径在相同的磁环(磁棒)上都可以绕制到需求的电感量。但不同的线经会产生不同的ESR(等效电阻),而这个电阻是总负荷的一部分!
半导体技术进步是DC/DC技术变化的强大动力。
1、MOSFET的技术进步给DC/DC模块技术带来的巨大变化,同步整流技术的巨大进步。
2、Schottky技术的进步。
3、控制及驱动IC的进步。
a、高压直接起动
b、高压电平位移驱动取代变压器驱动
c、ZVS,ZCS驱动器贡献给同步整流最佳效果
d、光耦反馈直接接口PWM IC经历了电压型=>电流型=>电压型的转换,又经历了硬开关=>软开关=>硬开关的否定之否定变化。掌握优秀控制IC是制作优秀DC/DC的前提和关键。
4、微控制器及DSP进入DC/DC是技术发展的必由之路。
5、磁芯技术的突破是下一代DC/DC技术进步的关键,也是巨大难题。
DC/DC相关专业术语:
1. |
DC loop signaling (Direct Current) 直流环路信令 |
2. |
current, direct (dc) 直流电流 |
3. |
dc offset 直流偏移,直流偏置 |
4. |
dc isolation 直流隔离 |
5. |
dc holdover 直流蓄冷 |
6. |
dc filter 直流滤波器 |
7. |
direct-current (dc) 直流电流 |
8. |
direct current (DC) 直流电流 |
9. |
DC-restore amplifiers 直流恢复放大器 |
10. |
DC-to-DC Converter Unit 直流-直流转换单元 |
国外的品牌是戴森,国内的就买小狗吧! 1、看功率。功率的大小基本决定了吸力的大小... 优点是不用经常更换尘袋;缺点是吸尘完毕后要进行清理。
就是把一种电压的直流电转换成另一种电压的直流电的装置。
dcdc电源ic的价格还是很牌内衣的啦,就是十几二十的样子啦,电源ic是指开关电源的脉宽控制集成,电源靠它来调整输出电压的稳定。把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。发电机能把机械能转换成电能,干电...
单相UPS的单开关AC-DC/DC-DC变换电路
介绍了一种应用在单相UPS系统中的新型单开关AC-DC/DC-DC变换电路,该电路由1个功率开关器件和6个二极管组成,能够实现AC/DC整流和DC/DC升压2种功能。在详细分析了该电路运行模式及工作原理的基础上,采用了单周期非线性控制理论对其进行控制,利于2个低速PI调节器对直流母线上的2个电容器电压进行控制,1个高速PI调节器对输入电流进行控制。仿真结果表明,该电路简单可靠,输入功率因数高,电流谐波失真小,可以获得稳定的正负直流母线电压。
宽压输入DC/DC模块电源满足EMI设计
电磁干扰对电源效率、安全性、可靠性的影响日益成为人们关注的热点,电磁兼容性指标要求已是衡量电源质量的重要指标。金升阳迎合市场需求在国内率先推出超小体积DC/DC模块电源URA_LD-20W系
电源可分为AC/DC和DC/DC两大类。DC/DC变换器现已实现模块化,且设计技术及生产工艺在国内、外均已成熟和标准化并得到用户的认可;但AC/DC的模块化,因其自身的特性,使得在模块化的进程中遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。
DC/DC变换
DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流暂波。暂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),具体的电路有以下几类:
(1)BUCK电路一降压暂波器,其输出平均电压Vo小于输入电压Vt,极性相同。
(2)BUCK电路一压暂波器,其输出平均电压v0大于或小于输入电压,极性相同。
(3)BUCK电路一压或升压暂波器,其输出平均电压Vo大于或小于输入电压v0,极性相反,电感传输。
(4)BUCK电路一降压或升压变压器,其输出平均电压v0大于或小于输入电压U极性相反,电容传输。
AC/DC变换
AC/DC变换是将交流变换为直流,其功率流向是可以双向的,功率流由电源流向,负载的称为“整流”。功率由负载返回电源的称为“有源逆变”。AC/DC 变换器输入为50/60Hz的交流电,因必须经整流滤波,因此体积相对较大的滤波电容是必不可少的,同时因遇到安全标准(如UI、CCE等)及EMC指令的限制(如IEC、FCC、CSA),交流输入侧必须加EMC率波电及使用符合安全标准的元件,这样就限制AC/DC电源体积的小型化。另外,由于内部的高频、高压、大电流开关动作,使解决EMC电磁兼容问题难度加大,也就对内部高密度安装电路设计提出了很高的要求。由于同样的原因,高电压、大电流开关使很多电源损耗增大,限制了很高的要求。由于同样的原因,高电压、大电流开关使很多电源工作损耗增大,限制了AC/DC变换器模块化的进程,因此必须采用电源系统优化方法,才能使其工作效率达到一定满意程度。
AC/DC变换按电路的接线方式可分为半波电路和全波电路,按电源相数可分为单相、三相和多相,按电路T作象限分为一象限、二象限、三象限、四象限。
1、噪声隔离:(模拟电路与数字电路隔离、强弱信号隔离)
2、安全隔离:强电弱电隔离\IGBT隔离驱动\浪涌隔离保护\雷电隔离保护(如人体接触的医疗电子设备的隔离保护)
3、接地环路消除:远程信号传输\分布式电源供电系统
升压变换\降压变换\交直流转换(AC/DC、DC/AC)\极性变换(正负极性转换、单电源与正负电源转换、单电源与多电源转换)
短路保护、过压保护、欠压保护、过流保护、其它保护
采用有源滤波
交流市电供电\远程直流供电\分布式电源供电系统\电池供电
DC/DC 转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC 转换器分为三类:升压型DC/DC 转换器、降压型DC/DC 转换器以及升降压型DC/DC 转换器。