變換器在眾多電子器件中實際應(yīng)用還是比較頻繁的，因此深入了解變換器，對于每位工程師是很有必要的。在此和大家分享關(guān)于如何完美設(shè)計BUCK變換器，又該從哪個角度去理解雙輸出SPEIC變換器？感興趣的請看正文！

一、buck變換器

(一)buck變換器總電路原理

此次設(shè)計主要是針對BUCK變換器的主電路進(jìn)行設(shè)計，所選擇的全控型器件為P-MOSFET。查閱相關(guān)資料，可以使用以脈寬調(diào)制器SG3525芯片為主的控制電路來產(chǎn)生PWM控制信號，從而來控制P-MOSFET的通斷。然后通過設(shè)計以IR2110為主芯片的驅(qū)動電路對P-MOSFET進(jìn)行驅(qū)動，電路需要使用兩個輸出電壓恒定為15V的電源來驅(qū)動兩個芯片工作。

同時采用電壓閉環(huán)，將輸出電壓進(jìn)行分壓處理后將其反饋給控制端，由輸出電壓與載波信號比較產(chǎn)生PWM信號，達(dá)到負(fù)反饋穩(wěn)定控制的目的，得到電路的原理框圖1所示。

圖1 總電路原理框圖

(二)電路基本結(jié)構(gòu)

下圖2所示為BUCK型DC/DC變換器的基本結(jié)構(gòu)，此電路主要由虛線框內(nèi)的全控性開關(guān)管T和續(xù)流二極管D以及輸出濾波電路LC構(gòu)成。對開關(guān)管T進(jìn)行周期性的通、斷控制，便能將直流電源的輸入電壓Vs變換成為電壓Vo輸出給負(fù)載。

圖2 Buck變換器的電路結(jié)構(gòu)

(三)驅(qū)動電路設(shè)計

1. 主芯片介紹

考慮到IR2110它兼有光耦隔離和電磁隔離，且電路芯片體積小，集成度高，響應(yīng)快，驅(qū)動能力強(qiáng)，內(nèi)設(shè)欠壓封鎖，而且其成本低，易于調(diào)試，并設(shè)有外部保護(hù)封鎖端口等的優(yōu)點，在此次設(shè)計中采用IR2110作為主驅(qū)動芯片。

IR2110內(nèi)部功能由三部分組成：邏輯輸入;電平平移及輸出保護(hù)。如上所述IR2110的特點，可以為裝置的設(shè)計帶來許多方便。尤其是高端懸浮自舉電源的設(shè)計，可以大大減少驅(qū)動電源的數(shù)目，即一組電源即可實現(xiàn)對上下端的控制。其內(nèi)部電路圖如圖3所示。

圖3 IR2110內(nèi)部電路

2. 主芯片外圍電路設(shè)計

雖然IR2110的主要優(yōu)點是一組電源即可實現(xiàn)對上下端的控制，但遺憾的是在此次BUCK變換電路的設(shè)計中只用到了一個開關(guān)管，故沒有充分體現(xiàn)出IR2110的優(yōu)點。

考慮到設(shè)計方便，選取12腳作為輸入端，1腳作為輸出端，將2腳接到P-MOSFET開關(guān)管的S極，這樣便可以使IR2110正常驅(qū)動開關(guān)管了。

二、雙輸出SEPIC變換器

雙輸出SEPIC(Single-Ended Primary Inductance Converter- 單端初級電感變換器)變換器電路示于圖1,在此電路中采用Linear公司降壓變換器 LT1767。

現(xiàn)在,通信裝置的尺寸正在不斷地縮小,而數(shù)據(jù)率繼續(xù)提高。這使得在敏感信號電路附近建造一個小型、有效的開關(guān)電源增加了困難。LT1767就是針對此問題而設(shè)計的。1.25MHz開關(guān)頻率是大于很多系統(tǒng)的帶寬。

若需要,Sync引腳可用于進(jìn)一步提高工作頻率到最高2MHZ,使開關(guān)噪聲不進(jìn)入任何特別敏感的頻段。高開關(guān)頻率可降低輸入和輸出濾波元件的尺寸并且可采用片電感,從而降低了整個系統(tǒng)的成本。LT1769主要特性還包括:2.7V~25V寬工作電源范圍、1.5A最大開關(guān)電流限制、內(nèi)部欠壓鎖定、關(guān)斷模式(靜態(tài)電流6μA)。

上圖是一個雙輸出SEPIC變換器,只有一個磁元件產(chǎn)生5V和-5V雙輸出。圖中所示的兩個電感器繞在單個BH環(huán)形磁芯上。5V輸出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)的降壓變換器。若沒有C4 -5V拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為簡單的與降壓變換器耦合的反激變換繞法。C4構(gòu)成SEPIC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)改善了調(diào)整率和有助于L1A和L1B之間均分電流。沒有C4,則繞組L1B上的電壓相對L1A變化,這是由于相對負(fù)載和耦合損耗所致。C4為保持在繞組L1B上的相等電壓提供一低阻抗通路,這改善了調(diào)整度。上圖中的L1是帶兩個繞組的單磁芯BH Electronics#511-1013。D1和D3是ON Semiconductor公司的MBRD140。假若負(fù)載可能到零,則可用1K~5K的預(yù)加載來改善負(fù)載調(diào)整率。

以上便是此次給大家?guī)淼摹白儞Q器”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對BUCK變換器的設(shè)計方法以及SPEIC變換的相關(guān)知識具備一定的了解。