BUCKBOOST学习总结

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d2x说明书
BUCKBOOST学习总结
⾸先对于我这种电源⽅⾯的⼩⽩来说
关于电源⽤的最多的就是线性稳压了
开关类的如  TI 的TPS系列我是只知道应⽤电路⽽不知道具体原理的
但是长此以往也不是个办法
于是今天就带打家详细的来讲⼀下  BUCK BOOST电路的原理
先挂⼏个连接:
⽐较粗略的BUCK/BOOST电路的分析
交通评估tech.hqew/fangan_522451
blog.csdn/u011388550/article/details/23841023
这个还是不错的
www.elecfans/article/83/116/2016/20160307404422_a.html
开关电源的三⼤基础拓扑:
2、开关电源基础拓扑
第⼀⼤:BUCK减压型
先上电路图
图中器件T为  N-mos管
当PWM驱动⾼电平使得NMOS管T导通的时候,忽略MOS管的导通压降,等效如图2,电感电流呈线性上升,MOS导通时电感正向伏秒为:
  当PWM驱动低电平的时候,MOS管截⽌,电感电流不能突变,经过续流⼆极管形成回路(忽略⼆极管电压),给输出负载供电,此时电感电流下降,如下图3所⽰,MOS截⽌时电感反向伏秒为:
什么是电感的伏秒平衡呐?
处于稳定状态的电感,开关导通时间(电流上升段)的伏秒数须与开关关断(电流下降段)时的伏秒数在数值上相等,尽管两者符号相反。这也表⽰,绘出电感电压对时间的曲线,导通时段曲线的⾯积必须等于关断时段曲线的⾯积。
  2.2 Boost升压型
毛刷制作  Boost升压型电路拓扑,有时⼜称为step-up电路,其典型的电路结构如下图4所⽰:
  同样地,根据Buck电路的分析⽅式,Boost电路的⼯作原理为:
  2.3 Buck-Boost极性反转升降压型
  Buck-Boost电路拓扑,有时⼜称为Inverting,其典型的电路结构如下图5所⽰:
24ba
  同样地,根据Buck电路的分析⽅式,Buck-Boost电路的⼯作原理为:
  3、 Buck与Buck-Boost组合
  ⾦升阳K78系列的产品采⽤了Buck降压型的电路结构进⾏设计,是LM78XX系列三端线性稳压器的理想替代品,效率最⾼可达96%,不需要额外增加散热⽚,同时还兼有短路保护和过热保护,值得说明的是它能够完美⽀持负输出。
  上⾯提到⾦升阳K78系列产品可以⽀持负输出,这是怎么做到的呢?
  从上⾯Buck电路以及Buck- Boost电路结构原理来看,主要的区别是两者⼆极管与功率电感的位置互换。因此,若将Buck电路的输出Vo 引脚接成输⼊的GND,⽽之前的输⼊GND
就变成了负电压输出了,即变成了Buck-Boost的电路结构。对应到⾦升阳K78xx-500R2系列的产品就变成了如下图6所⽰的负输出。
  因此,⽤2只K7812-500R2的产品,实现BUCK与BUCK-BOOST电路相结合,可以得到±12V输出,低的纹波和噪声可以给运放进⾏供电。
  需要值得注意的是,由于BUCK-BOOST电路在启动电流会⽐BUCK电路⼤⼀些,所以会在BUCK-BOOST电压输⼊端加⼀些缓冲类的器件。
  4、 Buck与Boost组合
  Buck与Boost两者相结合,会得到什么样的电路和应⽤呢?根据不同的控制,可以让电源从⾼压降到低压,也可以将低压升到⾼压,可以称之为双向DC-DC变换器之⼀,典型的应⽤电路如下图:
  DC-DC双向变换器⽬前主要应⽤在各⼤充放电系统中,随着储能器件的发展得到了⼴泛地应⽤,主要的⾏业在汽车电⼦,电梯节能系统等应⽤⾏业。
  当T2管截⽌时,T1管与D1、L等器件构成了Buck型降压电路,可以实现对后级的负载进⾏供电;反之,当T1管截⽌,T2管与D2⼆极管、L等器件构成了Boost升压电路,对前端电源进⾏能量补充。⽬前对T1和T2管的控制以模拟⽅式控制相对还是⽐较困难,均是以数字控制⽅式为主。
  下⾯是将超级电容运⽤到电梯能量回收系统中,将电机的能量在超级电容和直流母线之间进⾏相互传递,降低了能源的损耗。
  由于超级电容充放电电流⽐较⼤,普通的功率MOS管已经不适合使⽤,通常⽤IGBT来替代,⽽IGBT驱动在导通和关断的响应速度上,驱动电源选择+15V 和-9V将会是⽐较理想的,⼀⽅⾯+15V能够完全提供正向驱动的电压,另⼀⽅⾯-9V⼜能够加速IGBT的关断。⽽
QP12W05S-37是个不错的选择。
  5、总结
  基本电源拓扑结构中Buck降压型应⽤最多,但是各个基础拓扑组合使⽤,可以解决很多类似于正负电源供电以及双向电源应⽤⽅⾯的问题。总之电源基础拓扑结构虽⽼,但是实际应⽤却可以千变万化。
对于DCDC,⼤家都不陌⽣,因为就是开关电源,当然还有AC/DC,通常的AC/DC,都是110V或者220V交流变换为直流电源,我们这⾥先来讨论DCDC电源设计。
牧草割草机DCDC电源类型分为2种,⼀种是隔离性,⼀种是⾮隔离型。隔离型DCDC 的意思是输出的GND和输⼊的GND是⽆关系的,也成为悬浮电源。常见的DC-DC芯⽚⼤都是⾮隔离型的。隔离性的电源,是双向,也叫做升压降压类型,⾮隔离型的,分为boost 和buck两种。
簧网
⾸先我们来说下⾮隔离的DC-DC原理,这类电源⼜分为boost和buck,即为升压和降压模式。⾸先分析下DCDC降压电路:
Buck 模式DCDC 结构主要由输⼊电容、功率MOS管、PWM模块、肖特基⼆极管、功率电感、输出电容和输出调节电阻构成。DCDC 开关电源这种结构模式决定了它输出噪声⽐较⼤。
接下来我们分析下⼯作原理,当功率MOS(以后简称开关),闭合时,电源通过电感给负载供电,并将电能储存在电感L和输出电容中,由于电感L的⾃感,在开关闭合时,电流增⼤的⽐较缓慢,即输出
不能⽴刻达到电源的电压值。⼀定时间后,开关断开,由于电感L的⾃感作⽤(可以形象的认为电感中的电流具有惯性作⽤),将保持电路中的电流不变,即从左到右继续流。电流流过负载,从地返回,流到肖特基⼆极管的正极,经过⼆极管返回电感L的左端,从⽽形成⼀个回路。通过控制PWM的占空⽐就可以控制输出的电压。
在开关闭合期间,电感储存能量,在断开期间释放能量,所以电感L叫做储能电感,⼆极管在开关断开期间负责给L提供电流通路,所以⼆极管叫做续流⼆极管。当开关闭合时,电压很⼩,所以发热功率U*I就会很⼩,这就是开关电源⾼效率的原因。
通过这⾥原理,我们就知道了为什么在DCDC设计的时候,输出⼀定要有⼤电容,⼆极管和电感为什么⼀定要靠近IC。⽽且DCDC的后级滤波⼀定要好,因为内部有开关频接下来讲解下boost型DCDC电路:
其基本模型如上图,经过我们对buck 电路的原理分析,对于BOOST 应该很清楚了,同样调整PWM的占空⽐,可以调节输出,当PWM 占空⽐为50%的时候,输出电压为输⼊电压的2倍,基本原理如下:
开关导通时, 输⼊电压流向电感, 电感电流线性增加,电感储能增加,电源向电感转移电能。
开关断开时, 电感电压等于输⼊电压减去输出电容的电压, 电感电流减少,电感储能减少, 电感储能向负载转移电能。
通过这样不断的开关实现了DCDC升压,但是这种结构得到的电流⽐较⼩,通常在⼏百毫安,⽽且效率不⾼。

本文发布于:2023-06-12 16:12:47,感谢您对本站的认可!

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