开关式电源电路电感电流一般存在三种模式:
1)电感电流处于连续的工作模式,即CCM模式; 2)电感电流处于断续的工作模式,即DCM模式; 3)电感电流处于临界的工作模式,即BCM模式。 本文所述公式皆基于CCM模式下进行,所有元件处于理想的运行状态。BUCK/BOOST电路原理在此不再赘述,如有需要,请前往:开关电源三大基础拓扑解析:BUCK/BOOST/BUCK-BOOST。 BUCK电路原理公式 降压型变换器电路(BUCK电路)主电路由开关管Q、二极管VD、储能滤波电感器L、输出滤波电容器C等组成。它是DC-DC变换器中最常用的电路,因为输出电压小于或等于输入电压的非隔离型变压电路,所以又叫作降压型变换器。开关管的开通时间为Ton,关断时间为Toff, Ts为开关周期:
=> 占空比D=Ton/(Ton+Toff)=Ton/Ts 输入电压为Vin,输出电压为Vo, 根据伏秒平衡VLon X Ton =VLoff X Toff => Vo = Vin X D 当输出电压Vo保持不变时,占空比的工作范围与输入电压的变化范围有关,假设三极管的饱和压降VCE≈0,则占空比D的范围为假设变换器的损耗为0,即功率传输效率为100%,根据能量守恒原理,输入功率(Pi=Vin×Ii)等于输出功率(Po=Vo×Io):
电感上的电流变化量:△IL =VL * t /L
在电感电流连续的情况下’电感电流的最大值和最小值有:开关管Q的电流平均值为:
=>Iq = Io X D 续流二极管VD的电流平均值为: =>Ivd = Io X ( 1-D) 因为开关管的最大电流和二极管的最大电流均等于电感电流的最大值,即理想情况下,开关管Q和二极管VD截止时的额定电压均等于输入电压:
=>Vq =Vd =Vin 变换器输出滤波电容一直处于周期性的充电和放电状态,一个周期内的平均电流为0,在—个周期内电容器的充电电荷等于充电电流的时间积分值,其值为理想情况下,输出电压的纹波:
但一般输出电容都有ESR和ESL,在考虑等效阻抗Zc的情况下,输出出电压的纹波峰峰值为:
BOOST电路原理公式
BOOST电路中,主电路由开关管、二极管VD、储能滤波电感L 、输出滤波电容C等组成。它是DC-DC变换器中最常用的电路’因为输出电压大于输入电压的非隔离型变压电路,所以又叫作升压型变换器。和BUCK电路一样,占空比D=Ton/(Ton+Toff)=Ton/Ts
同样根据伏秒平衡原则,=》 Vo =Vin/(1-D) 同样原理,能量守恒,能量100%传递,Vin X Ii=Vo X Io;=> 输入电流Ii= Io / (1-D) 电感上的电流变化量:△IL =VL * t /L 在电感电流连续的情况下,电感电流的最大值为即:
电感电流的最小值为
即:
开关管VT和二极管VD的最大电流等于电感电流的最大值:
=>Ivt = Id = ILmax 流过开关管VT的平均电流为: => Ivt = D X Io / (1-D) 流过二极管VDl的平均电流为: => Ivd = Io 截止期间开关管VT和二极管VD所施加的电压分别等于输出电压Vo (理想情况下也是VT、VD选定额定工作电压的依据) ,即 Vvt =Vd =Vo 考虑在开关管VT导通期间,由输出电容器为负载提供输出电流Io的事实,并认定电容C两端电压的变化值很小,电容C的电荷变化量为输出电压纹波:
在进行元件选型的时候,上述公式将会派上大用场。
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该电源模块的工作电压范围为4.5V至36V,可提供高达1A的输出电流。MAXM17630和MAXM17631模块分别具有3.3V和5V固定输出电压。MAXM17632模块具有可调输出电压(0.9V至12V)。该器件提供真正的即插即用电源解决方案,大大降低了设计复杂性和制造风险,缩短了上市时间。内部补偿覆盖整个输出电压范围,因此无需外部补偿元件。 MAXM17630/MAXM17631/MAXM17632电源模块采用峰值电流模式控制架构,可在脉宽调制 (PWM) 、脉频调制 (PFM) 或断续导通模式 (DCM) 下工作,从而在轻负载条件下实现高效率。该模块系列在-40 C至+125 C范围内的反馈电压调节精度为 1.2%。 MAXM17630/MAXM17631/MAXM17632电源模块采用紧凑的薄型16引脚3mmx3mmx1.75mm uSLIC封装,且可提供仿真模... 发表于 10-21 09:59 • 237次
NCP139 LDO稳压器 1 A 超低压降 带偏置轨 是1 A LDO,配有NMOS passtransistor和独立的偏置电源电压(VBIAS)。该器件提供非常稳定,精确的输出电压和低噪声,适用于空间受限,噪声敏感的应用。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCP139具有低IQ消耗。 WLCSP6 1.2 mm x 0.8 mmpackage经过优化,适用于空间受限的应用。 类似产品: NCP13x系列 NCP130 NCP133 NCP134 NCP135 NCP137 NCP139 输出电流(A) 0.3 0.5 0.5 0.5 0.7 PSRR f = 1kHz(dB) 70 70 td> 60 压差电压(V) 0.060 0.090 0.090 0.053 0.060 0.060 特性 优势 超低压降典型的。 40mV 允许节省功率并以非常低的Vin-Vout电压工作。 可调电压版本 低压Vcore应用的最佳选择 在1 A负载下典型的50 mV压降。 最大限度地减少调节器的功率损失 保证输出电流从0到1 非常好的选择用于高电流应用 0.5%典型输出电压精度 非常适合POL应用 输出超过1 A的电流 输出有效可用的放电选项 应用 终端产品 电池供电和便携式设备 智能手机,... 发表于 07-29 22:02 • 576次
NCP161 LDO稳压器 450 mA 超高PSRR 超低噪声 是一款线性稳压器,能够提供450 mA输出电流。 NCP161器件旨在满足RF和模拟电路的要求,可提供低噪声,高PSRR,低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。它有两种厚度的超小0.35P,0.65 mm x 0.65 mm芯片级封装(CSP),XDFN-4 0.65P,1 mm x 1 mm和TSOP5封装。 类似产品: 发表于 07-29 21:02 • 609次
LV5768V-A 降压稳压器 开关 1通道 V-A是一个1通道降压型开关稳压器。 特性 优势 不受负载影响的软启动电路。 电源电路稳定运行。 频率FOLD BACK为负时下垂。 过流保护 内置逐脉冲OCP电路。通过使用外部MOS的导通电阻来检测。 过流保护 开启/关闭功能(启用控制) 可在外部启用控制 同步整流的1通道降压型开关稳压控制器方法 电路图、引脚图和封装图 发表于 07-29 21:02 • 688次
LV5762QA 降压型开关稳压器 QA是一个1ch降压电压开关稳压器。 特性 1ch降压开关稳压控制器 与负载无关的软启动电路 频率折返功能 开/关功能 内置逐脉冲OCP电路。通过使用外部MOS的导通电阻进行检测。 电路图、引脚图和封装图 发表于 07-29 21:02 • 300次
SG3525A PWM控制器 A PWM控制器用于控制所有类型的开关电源,可提供更高的性能和更少的外部元件数量。片内+5.1 V基准电压调整为+/- 1%,误差放大器的输入共模电压范围包括参考电压,因此无需外部分压电阻。振荡器的同步输入使多个单元可以从属,或者单个单元与外部系统时钟同步。通过连接在CT和放电引脚之间的单个电阻可以编程大范围的死区时间。该器件还具有内置软启动电路,仅需外接定时电容。关断引脚控制软启动电路和输出级,通过脉冲关断的PWM锁存器提供瞬时关断,以及具有更长关断命令的软启动循环。当VCC低于标称值时,欠压锁定会禁止输出和软启动电容的变化。输出级采用图腾柱设计,能够吸收和输出超过200 mA的电流。 SG3525A的输出级具有NOR逻辑,导致关闭状态的低输出。 特性 8.0 V至35 V操作 5.1 V +/- 1.0%修剪参考 100 Hz至400 kHz振荡器范围 单独的振荡器同步引脚 可调节死区时间控制 输入欠压锁定 锁存PWM以防止多个脉冲 逐脉冲关机 双源/灌电流输出:+/- 400 mA峰值 无铅封装可用* 应用 半桥 推拉式 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-29 21:02 • 1526次
NCP81274 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器 74是一款多相同步控制器,针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件能够驱动多达8个相位,并集成差分电压和相电流检测,自适应电压定位和PWM_VID接口,为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口(PSI)允许处理器将控制器设置为三种模式之一,即所有相位接通,动态相位脱落或固定低相位计数模式,以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构可确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 图形卡的电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-29 20:02 • 419次
NCP81276 具有省电模式和PWM VID接口的多相同步降压控制器 76是一款多相同步控制器,针对新一代计算和图形处理器进行了优化。该器件能够驱动多达4个相位,并集成差分电压和相电流检测,自适应电压定位和PWM_VID接口,为计算机或图形控制器提供精确调节的电源。集成的省电接口(PSI)允许处理器将控制器设置为三种模式之一,即所有相位开启,动态相位脱落或固定低相位计数模式,以在轻载条件下获得高效率。双边沿PWM多相架构可确保快速瞬态响应和良好的动态电流平衡。 应用 终端产品 GPU和CPU电源 图形卡电源管理 台式电脑 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-29 20:02 • 455次
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NCP81038 具有自动省电模式和内置LDO的同步降压控制器 38是一款双同步降压控制器,经过优化,可将电池电压或适配器电压转换为台式机和笔记本电脑系统所需的多个电源轨。 NCP81038包括两个降压开关控制器,通道2上固定5.0 V输出,通道1上3.3 V,两个板载LDO,三个输出:5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81038支持高效率,快速瞬态响应并提供电力信号。安森美半导体专有的自适应纹波可控制器从CCM到DCM的无缝过渡,其中转换器运行时降低了开关频率,在轻载时具有更高的效率。该器件的工作电源电压范围为5.5 V至28 V 电路图、引脚图和封装图... 发表于 07-29 18:02 • 610次
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NCP4200 具有I2C接口的多相同步降压转换器 0是一款集成电源控制IC,具有I 2 C接口。它结合了高效,多相,同步降压开关稳压控制器和I 2 C接口,可实现关键系统参数的数字编程。 特性 优势 I 2 C 启用关键系统参数的数字化编程 快速增强型PWM弹性模式架构 出色的负载瞬态性能 应用 终端产品 CPU Vcore 游戏,桌面,服务器 电路图、引脚图和封装图 发表于 07-29 18:02 • 407次
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