鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1421次 | 2021年08月12日
電路設(shè)計(jì)篇之Buck電源設(shè)計(jì)該怎樣深入學(xué)習(xí)
1.bUCK電路公式計(jì)算
buck,boost,buckboost的最基本分解原理都采用伏秒平衡原理:電感在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí),其電流的變化量相等,即Von*Ton=Voff*Toff=L*DeltaI。下圖我們常用的降壓型DCDCbuck拓?fù)洹?/p>
在不考慮帶有寄生參數(shù)的RLGC模型的情況下,一般我們的計(jì)算步驟如:
1)Von*Ton=Voff*ToffgtVo=D*Vin(占空比D在輸出電壓設(shè)置時(shí)已決定)
2)輸出電感L1計(jì)算:Von*D/f=L1*DeltaI(DeltaI為所準(zhǔn)許的電感紋波電流)
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
3)輸出電容Co計(jì)算:DeltaU=DeltaQ/C=CI*T/8C(DeltaU為所準(zhǔn)許的輸出紋波電壓)
2.環(huán)路穩(wěn)定性
上面是開(kāi)環(huán)分解的拓?fù)洌覀僁CDC實(shí)際的拓?fù)涫情]環(huán),所以要分解環(huán)路穩(wěn)定性。前面LDO電源也提到,假如沒(méi)有芯片的內(nèi)部參數(shù)或者有增益相位分解儀。非原廠的硬件設(shè)計(jì)人員是很難保證環(huán)路穩(wěn)定性的。幸猶如TI這種國(guó)際大廠會(huì)在手冊(cè)上給出計(jì)算公式,不要自己去分解環(huán)路,大家筆直使用TI給出的計(jì)算公式就可以了,自己去計(jì)算反而會(huì)出問(wèn)題。
3.貼片電感參數(shù)
電感在使用分類(lèi)有很多,比如大功率電感,共模電感,變壓器,高頻變壓器,磁珠等。我們?cè)谑謾C(jī),平板電腦的DCDC電源設(shè)計(jì)中最常用到的電感就是貼片功率電感,那大家要怎么樣保證選擇的貼片功率電感是可靠的?
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
假設(shè)通過(guò)計(jì)算也好還是參考原廠設(shè)計(jì)也好,我們已經(jīng)了解了電感值。那我們?cè)趺慈ミx型呢?下面是村田的貼片功率電感關(guān)鍵參數(shù)。
貼片功率電感關(guān)鍵參數(shù)
1)體積:由產(chǎn)品對(duì)電感體積的取值要求決定,一般體積小電流也小。
2)電感值:計(jì)算或參考原廠設(shè)計(jì)。
3)探測(cè)頻率:此頻率下對(duì)應(yīng)的參數(shù),使用時(shí)最好在此范圍內(nèi)。
4)額定電流:此數(shù)值表示的意義有兩種:一種是基于溫度上升到某一限制時(shí)對(duì)應(yīng)的電流,另一種是磁飽和時(shí)的電流。我們使用時(shí)不超過(guò)此值為OK。
5)直流電阻:此為電感本身的損耗電阻,越小越好。
6)自振頻率:無(wú)論是電感還是電容,都存在寄生參數(shù)。要用RLGC模型去分解,也就是存在自振頻率。
4.貼片電容參數(shù)
電容按材質(zhì)分類(lèi)可以分為:電解電容、鉭電容,云母電容、紙質(zhì)電容、瓷片電容等。在電路中常常使用的場(chǎng)合有:儲(chǔ)能,去耦,濾波,隔直流等。我們電源中常見(jiàn)的是貼片陶瓷電容和鉭電容。
貼片電容參數(shù)
在確定了電容容值之后,我們?cè)谶x型的時(shí)候要留意下面的參數(shù)。
1)封裝:如0201、0402、0603、0805等,詳盡依據(jù)產(chǎn)品需求。
2)容量:容值大于我們要的值并留有余量。
3)誤差精度:貼片電容的容量誤差,分別為:D檔0.5%;F檔1%;J檔5%;K檔10%;M檔20%。
4)溫度系數(shù):溫度每變化1℃電容容量的變化量。
5)損耗角正切:有功功率與無(wú)功功率之比tandelta=Resr/(1/wc)。代表電容的損耗,越小越好。和貼片電感類(lèi)似,無(wú)論什么類(lèi)型的電容,我們都用RLGC模型來(lái)分解。