buck电路输出电压为什么会变小?
是负载较重,在断电后电容中的电量,很快就通过负载泄放掉了,所以电压快速下降。
开关电源一般分为两大类:buck电路和boost电路。buck电路是指输出电压低于输入电压的开关电路即降压电路;boost电路是指输出电压高于输入电压的开关电路即升压电路。
buck电路优缺点?
Buck 电路的优缺点
优点 1、电路简单
优点 2、电压变比可由零到无穷大,即可升压又可降压。
缺点 1、输入、输出电流皆有脉动,使得对输入电源有电磁干扰且输出纹波较大。所以实际应用时常加有输入,输出滤波器。
缺点 2、开关晶体管发射极不接地,使驱动电路复杂化。
buck电路计算公式?
BUCK电路基本结构
buck电路电感计算公式:
BUCK电路是电子电路中最为常见的一种设计,大多数新手都是从buck电路入手来进行电路学习的。这其中buck电路中的电感计算是很多新手们苦恼的问题,本篇文章将从实例出发,为大家讲解buck电路中的电感计算技巧。
举例来说,假如输入电压是DC50~80V,输出是48V,输出最大电流是60A。公式是L=[ (输入电压-输出电压-MOS管饱和电压)*导通时间TON] 2*IOmax。管压降是0.5 输入频率是40KHZ,占空比百分之50TON= 12 5US。
L=[ (80-48-0 5 )*12.5US]/ (60*2 )L=3 28UH
不知各位能否从上面的公式中看出问题呢?要设计这个电感,就必: 须确定BUCK电路的最恶劣输入电压条件,BUCK电路对输入来说,输入电压最高的情况下电感的工作条件是最恶劣的,因此设计电感的时候应该考虑输入电压最高的时候,也就是D最小的情况下。公式参考如下:
而实际上想要计算电感的值是不需要死记硬背公式的。BUCK电路Vo=Vin x D。那么,就有D=Vo /Vin
在MOSFET关断期间,电感两端电压Voff= Lxdi 1dt= LxOl /toff.其中,Ol= IL xKi K为纹波率(取0 4左右),儿L就是电感中的平均电流。频率已知,D也已经得出结果,那么L的结果也就自然而然得出。BUCK、BOOST、BUCK-BOOST这些基本电路公式要靠理解来记忆,而不是死记硬背。
本篇文章以一个例子为开端,对buck电路中的电感计算进行相近的分析,并给出了关键的计算公式。电源相关公式的记忆主要还是建立在理解的基础上的,希望大家能够掌握学习的方法,避免死记硬背
buck电路误差分析?
BUCK电路是一种降压斩波器,降压变换器输出电压平均值Uo总是小于输出电压UD。
通常电感中的电流是否连续,取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。
BUCK也是DC-DC基本拓扑,或者称为电路结构,是最基本的DC-DC电路之一,用直流到直流的降压变换。
BUCK和BOOST使用的元件大部分相同,但是元件的组成却不尽相同。
简单的BUCK电路输出的电压不稳定,会受到负载和外部的干扰,当加入PID控制器,实现闭环控制。
可通过采样环节得到PWM调制波,再与基准电压进行比较,通过PID控制器得到反馈信号,与三角波进行比较,得到调制后的开关波形,将其作为开关信号,从而实现BUCK电路闭环PID控制系统。
BUCK电路的参数计算
电感的参数
电感的选择要满足直到输出最小规定电流时,电感电流也保持连续。
在临界不连续工作状态时:
所以
传输文件进行 [薄膜开关] 打样越大,进入不连续状态时的电流就越小。
电容的参数
电容的选择必须满足输出纹波的要求。
电容纹波的产生:
1. 电容产生的纹波: 相对很小,可以忽略不计;
2. 电容等效电感产生的纹波:在300KHZ~500KHZ以下可以忽略不计;
3. 电容等效电阻产生的纹波:与esr和流过电容电流成正比。为了减小纹波,就要让esr尽量的小。
BUCK电路的结构
将快速通断的晶体管置于输入与输出之间,通过调节通断比例(占空比)来控制输出直流电压的平均值。该平均电压由可调宽度的方波脉冲构成,方波脉冲的平均值就是直流输出电压。
Q导通:
输入端电源通过开关管Q及电感器L对负载供电,并同时对电感器L充电。电感相当于一个恒流源,起传递能量作用。电容相当于恒压源,在电路里起到滤波的作用。
Q闭合:
电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路,对负载R继续供电,从而保证了负载端获得连续的电流。
从电路可以看出,电感L和电容C组成低通滤波器,此滤波器设计的原则是使us(t)的直流分量可以通过,而抑制us(t)的谐波分量通过;
电容上输出电压uo(t)就是us(t)的直流分量再附加微小纹波uripple(t)。
电路工作频率很高,一个开关周期内电容充放电引起的纹波uripple(t)很小,相对于电容上输出的直流电压Uo有:电容上电压宏观上可以看作恒定。
电路稳态工作时,输出电容上电压由微小的纹波和较大的直流分量组成,宏观上可以看作是恒定直流,这就是开关电路稳态分析中的小纹波近似原理。
一个周期内电容充电电荷高于放电电荷时,电容电压升高,导致后面周期内充电电荷减小、放电电荷增加,使电容电压上升速度减慢,这种过程的延续直至达到充放电平衡,此时电压维持不变;
反之,如果一个周期内放电电荷高于充电电荷,将导致后面周期内充电电荷增加、放电电荷减小,使电容电压下降速度减慢,这种过程的延续直至达到充放电平衡,最终维持电压不变。
这种过程是电容上电压调整的过渡过程,在电路稳态工作时,电路达到稳定平衡,电容上充放电也达到平衡,这是电路稳态工作时的一个普遍规律。
开关S置于1位时,电感电流增加,电感储能;而当开关S置于2位时,电感电流减小,电感释能。假定电流增加量大于电流减小量,则一个开关周期内电感上磁链增量为:
ΔΨ=L(Δi)>0
此增量将产生一个平均感应电势:
u=ΔΨ/Τ>0
此电势将减小电感电流的上升速度并同时降低电感电流的下降速度,最终将导致一个周期内电感电流平均增量为零;一个开关周期内电感上磁链增量小于零的状况也一样。
这种在稳态状况下一个周期内电感电流平均增量(磁链平均增量)为零的现象称为:电感伏秒平衡。这也是电力电子电路稳态运行时的又一个普遍规律。
BUCK的应用电路
BUCK电路主要应用于低压大电流领域,其目的是为了解决续流管的导通损耗问题。采用一般的二极管续流,其导通电阻较大,应用在大电流场合时,损耗很大。用导通电阻非常小的MOS管代替二极管,可以解决损耗问题,但同时对驱动电路提出了更高的要求。此外,对Buck电路应用同步整流技术,用MOS管代替二极管后,电路从拓扑上整合了Buck和Boost两种变换器,为实现双向DC/DC变换提供了可能。在需要单向升降压且能量可以双向流动的场合,很有应用价值,如应用于混合动力电动汽车时,辅以三相可控全桥电路,可以实现蓄电池的充放电。
UC3842
UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片。
该芯片集成了振荡器、具有高温补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电流、输入和基准欠电压锁定电路以及PWM锁存器电路。
其应用领域为:开关电源;工业电源;电压反馈电路设计;反激开关电源设计。
SG3525
SG3525 是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片,它简单可靠及使用方便灵活,输出驱动为推拉输出形式,增加了驱动能力;内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器,有过流保护功能,频率可调,同时能限制最大占空比。它的应用领域是:开关电源;直流变换器;逆变器设计;脉冲宽度调制。
TL431
TL431是可控精密稳压源。
它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf(2.5V)到36V范围内的任何值。
该器件的典型动态阻抗为0.2Ω,在很多应用中用它代替稳压二极管,例如,数字电压表,运放电路,可调压电源,开关电源等。
应用领域:电平值转换;充电器;开关电源;适配器;DVD;电视机。
BUCK电路的使用注意
BUCK电路只有一个电感,没有变压器,输入与输出不能隔离。
这就存在一个危险,一旦功率开关损坏电路,输入电压将直接加到负载电路,因为占空比D《1,所以BUCK电路仅有一路输出,如果输出电压为5V,还需要3.3V时,则要加后续调节器,BUCK电路在多路输出时是这样应用的。
buck电路三种模式?
Buck电路有以下三种工作模式:
(1) CCM (ContinuousConduction Mode),连续导通模式:在一个开关周期内,电感电流从不会到0。或者说电感从不“复位”,意味着在开关周期内电感磁通从不回到0,功率管闭合时,线圈中还有电流流过。
(2)DCM,(Discontinuous Conduction Mode)非连续导通模式:在开关周期内,电感电流总会会到0,意味着电感被适当地“复位”,即功率开关闭合时,电感电流为零。
(3)BCM(Boundary Conduction Mode),边界或边界线导通模式:控制器监控电感电流,一旦检测到电流等于0,功率开关立即闭合。控制器总是等电感电流“复位”来激活开关。如果电感值电流高,而截至斜坡相当平,则开关周期延长,因此,BCM变化器是可变频率系统。BCM变换器可以称为临界导通模式或CRM(Critical Conduction Mode)。