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基于轻载工作的非同步降压稳压器设计

2017年12月01日 18:22 次阅读

  通常情况下,降压稳压器的设计针对的是连续模式工作,这就简化了输出电压计算及系统设计。然而,如果系统非同步,而且要求在轻载条件下工作,情况就变得更复杂了。在这些条件下,降压稳压器可能转而采用不连续模式工作。占空比从输出电压与输入电压之比(Vout/Vin)变为涉及电感值、输入电压、开关频率及输出电流的一项复杂函数。

  正常工作

  图1显示了系统上电时降压稳压器之降压控制器的浮动门驱动器输出驱动器段。参考电压Vref(此单独电源用于提升能效)为NFET门驱动器供电,直至二极管电压降低于参考电压,使驱动器能够完全工作。有足够的电压来驱动FET的门极(G),因为初始条件规定输出为0V,因此FET(Q1)的源极(S)电压也为0V。

  

 为轻载工作而设计的非同步降压稳压器

  图1,电期间的降压稳压器。

  反激

  足够的负载使系统在连续模式下能够恰当工作。在由FET关闭导致反激事件期间(参见图2),始终有电流通过外部FET或D2流至电感。反激事件在Q1的源极产生受D2压降限制的电压。将会有对地的负电压。同样,因为升压电容(Cboost)的开关提升了门电压,有足够的电压来驱动Q1;升压电容向后为升压(Boost)引脚提供高压,并为Q1源极(S)提供了相应的负电压。

  

 为轻载工作而设计的非同步降压稳压器

  图2,反激条件。

  过渡

  在平均电流需求低于电流纹波一半等轻载条件期间,系统将进入不连续模式。这是由要驱动受二极管(D2)反向限制的输出电流的条件导致的。输出很可能过冲(原因是控制环路的响应时间较慢),并在过冲位置悬停(hang),且因较高电压导致缺乏需求而错过脉冲,这时的工作通常有点不可预测。

  问题所在

  但在我们审视的电路设置方面还有更多须顾虑的问题。在Q1关闭后,升压电容(Cboost)开始通过升压引脚放电(Iboost),为任何支撑电路提供电流,并通过D1提供漏电流(Ileakage),如图3所示。Q1在不连续模式下延长的关闭时间开始为升压电容中积累的电荷放电,并在允许电荷下降得足够多的情况下,使其下降到临界水平。一旦超过临界水平,就会使Q1 FET不能导通(可能因元件而异,但通常是升压电容电压约为3V)。FET的源极大致维持在其稳压电压(图3中为8V,取决于

  输出负载及输出电容Cout值)。在输出电容充足放电、为Q1源极提供相对于由经D1的升压引脚电压(6V-D1)足够低的电压之后,Q1才会导通。

 为轻载工作而设计的非同步降压稳压器

  图3,升压电容放电。

  结论

  设计人员应当在所有负载条件下,对开关电源设计进行审慎评估。考虑的因素包括过温。高温将产生漏电流更大的环境。流入升压引脚的电流温度系数未知,因此,设计人员也需要检查低温条件。还应当在最坏情况评估仿真过程中使用此结果,完成系统评估,确定最小电容值。细致的设计也能够为计算增添工程缓冲。

  本文中所重点探讨问题的应对方案包括:

  1. 增加升压电容(Cboost)值,消除低压放电事件。

  2. 转向使用对地参考的门驱动器的元器件。

  3. 修改设计,使其同步工作。

  4. 改变连接D1的参考电压(提高电压)。

  5. 采用低泄漏肖特基二极管替代D1。

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本文主要介绍了12伏变36伏的转换器电路大全。DC-DC转换器是开关电源中最常见的一种,由二极管,三...

发表于 2018-02-03 15:18 542次阅读
12伏变36伏的转换器电路大全

48转12伏转换器电路图大全

本文主要介绍了48转12伏转换器电路图大全,重点分析了六款转换器电路供大家参考。LT8705是一款高...

发表于 2018-02-03 15:01 954次阅读
48转12伏转换器电路图大全

汽车电子中降压型稳压器的电路设计分析

随着现代汽车销售越来越火爆,汽车业的工艺发展也比往前有了质的提升,但对于汽车供电系统的要求也是越发负...

发表于 2018-02-02 18:27 330次阅读
汽车电子中降压型稳压器的电路设计分析

ups电源有稳压功能吗_稳压器和UPS的作用一样...

即不间断电源,是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接,通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成...

发表于 2018-02-02 13:59 276次阅读
ups电源有稳压功能吗_稳压器和UPS的作用一样...

2017-2020年中国电源市场规模走势解析

需求往往是推动创新的源泉,无论是时尚、金融亦或是我们熟悉的 电源 领域都存在这样的现象。抓住了用户需...

发表于 2018-02-01 07:13 466次阅读
2017-2020年中国电源市场规模走势解析

确保多重FPGA电轨依正确顺序关闭,可避免装置因...

确保多重FPGA电轨依正确顺序关闭,跟确保开机程序是否正确一样重要,可避免装置因电压状态无法判断而提...

发表于 2018-02-01 05:30 284次阅读
确保多重FPGA电轨依正确顺序关闭,可避免装置因...

36瓦led灯电源电路图大全(五款模拟电路设计原...

本文主要介绍了36瓦led灯电源电路图大全(五款模拟电路设计原理图详解),LED灯在使用时需要多颗灯...

发表于 2018-01-31 17:23 2131次阅读
36瓦led灯电源电路图大全(五款模拟电路设计原...

led灯220v电源电路图大全(七款模拟电路设计...

本文主要介绍了led灯220v电源电路图大全(七款模拟电路设计原理图详解),220V交流电经电容限流...

发表于 2018-01-31 12:01 3967次阅读
led灯220v电源电路图大全(七款模拟电路设计...

led应急灯电源电路图大全(六款模拟电路设计原理...

本文主要介绍了led应急灯电源电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解),应急照明系统以自带电源独立控...

发表于 2018-01-31 11:02 1417次阅读
led应急灯电源电路图大全(六款模拟电路设计原理...

led灯驱动电源电路图大全(六款模拟电路设计原理...

本文主要介绍了led灯驱动电源电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)。LED是低压发光器件,具有长...

发表于 2018-01-31 10:04 6910次阅读
led灯驱动电源电路图大全(六款模拟电路设计原理...

简易电子琴设计电路图大全(八款模拟电路设计原理图...

本文主要介绍了简易电子琴设计电路图大全(八款模拟电路设计原理图详解)。音调主要由声音的频率决定,乐音...

发表于 2018-01-31 09:37 1246次阅读
简易电子琴设计电路图大全(八款模拟电路设计原理图...

电压模式、迟滞或基于迟滞三种控制拓扑怎样选择?

几乎所有的电源均是专为提供一个稳定的输出电压或电流而设计的。提供这种输出调节功能需要一个闭环系统和即...

发表于 2018-01-30 11:28 170次阅读
电压模式、迟滞或基于迟滞三种控制拓扑怎样选择?

简述故障保护开关架构及其与传统分立保护解决方案

设计具有鲁棒性的电子电路较为困难,通常会导致具有大量 分立保护器件的设计的相关成本增加、时间延长、空...

发表于 2018-01-30 11:24 108次阅读
简述故障保护开关架构及其与传统分立保护解决方案

减小高速PCB中过孔的寄生效应带来的不利影响的方...

对于高速PCB中的过孔设计大部分都是通过对过孔寄生特性的分析,我们可以看到,通常在高速PCB设计的过...

发表于 2018-01-27 10:45 699次阅读
减小高速PCB中过孔的寄生效应带来的不利影响的方...

PLC呈现反常报警,8种常见错误类型解析

各种品牌PLC都具有自我诊断功能,但PLC修理的技巧在于,充分运用该功能进行分析,然后精确寻找问题所...

发表于 2018-01-27 09:48 2209次阅读
PLC呈现反常报警,8种常见错误类型解析

分享全数字楼宇对讲3种常见故障以及处理方法

问题一:有雪花点 可能原因一:查是否错将18V可视电源接到门口机上,导致摄像头过热; 处...

发表于 2018-01-26 17:16 864次阅读
分享全数字楼宇对讲3种常见故障以及处理方法

深度剖析隔离与非隔离的区别

离与非隔离的区别主要在于隔离稳压器输入电路与输出电路是不共地的,而非隔离式的是共地的。

发表于 2018-01-26 16:39 1013次阅读
深度剖析隔离与非隔离的区别

开关电源如何判断起振_开关电源不起振原因分析

开关电源,就是一个交流变直流,然后直流再变成交流,交流再变直流的的过程。不稳定的交流市电首先经过整流...

发表于 2018-01-26 13:59 927次阅读
开关电源如何判断起振_开关电源不起振原因分析

基于UC3846的24V/24V直流隔离电源

本文主要介绍了一种基于UC3846的24V/24V直流隔离电源。车载电源24V,经过输人滤波电路、隔...

发表于 2018-01-26 11:31 342次阅读
基于UC3846的24V/24V直流隔离电源

教你如何优化与创新交通运输系统的电源解决方案

交通运输系统的输入电压可能高达14V(单电池供电汽车)、28V(双电池供电卡车、客车和飞机)、或更高...

发表于 2018-01-26 07:07 866次阅读
教你如何优化与创新交通运输系统的电源解决方案