BUCK 电路分析
李立清 2012/7/3 首先BUCK 电路基本电路如下
假设对BUCK 降压电路的基本要求
1. 输入直流电压;Ud=100v
2. 开管频率:f=40kHZ
3. 输出电压范围:Uo=50~80v
4. 输出电压纹波:<1%
5. 最大输出电流:5A(在额定负载下)
6.
效率不低于70%
7. 具有过流保护功能,动作电路:6A
8. 具有稳压功能
一.总体框图:
在电源系统中,一般由核心主电路,控制电路,驱动电路,保护电路,
输出的电压U0总小于Ud,一种降压式变换器,V是全控制器件,为MOSET管,为给负载电感电流提供通路,设置续流二极管VD (1)在t=0是,V管导通,VD管要承受反压,在V管导通时间为t1时间内,开关管V流过的电流就是电感电流,电感L
上电流直线上升,储存在电感中,电源E向负载供电,负
载电压U0=E,负载电流按指数曲线上升,
(2)在t=t1时刻V管关断,由于电感储能作用,电感电流必须要按某一回路能量释放。
二极管VD导通,,VD续流,负
载电流近似为0,负载电流指数曲线下降,
(3)为了是负载电流连续且脉动小,故应接上较大的电感L
(4)一个周期T结束再次重复,在工作在稳态时,一个周期的终值与初值相等,负载电压的平均U0=KE,通过调节占空比
K使输出的电压平均值U0为所需的值
二.对于MOSET管和续流二极管VD的选择
1. V截止时,回路通过二极管V续流,MOSET管正向承受电压100V;当K=1时,MOSET管有最大电流,其值为5A,故需要选择集电极最大连续电流Ic>5A,反向击穿电压>100V,如果考虑2倍安全裕量Ic>10A, 反向击穿电压>200V
2.二极管当K=1时,其承受最大反压100V,而当K趋近1时,其承受最大电流趋近5A,故需要选择Vc>100v,I>5A的二极管,如果考虑2倍安全裕量I>10A, 反向击穿电压>200V
3.电感的选择:选择大电感能够续流,此时的临界电感L:
L=U0(Ud-U0)/(2FUd I)
则L=80x(100-80)/(2x40x1000x100x5)=0.04mH,所以电感L>=0.04 Mh,取L=0.1 mH
4.电容选择电容既要是输出的电压纹波<1%,也不能取得太大,否则电压变化速度很慢,电容的选择:也取输出电压为80V来计算C=U0(Ud-U0)/(8L Uc F.F.Ud) (Uc=0.01)
C=80(100-80)/(8x0.1mH x 0.01x 40k x 40k x 100)=12.5uF
取C=13 uF
5.因为输出的电压为50V-80v,而输出的最大电流为5A,由欧姆定律R=U0(min)/I 电阻最小取R=50/5=10。