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固定頻率PWM微功率DC/DC變換器設(shè)計

作者: 時間:2006-05-07 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

在電池供電的計算機,消費類產(chǎn)品和工業(yè)設(shè)備中,DC/DC變換器是重要的部件。變換器有兩種類型:線性變換器和開關(guān)變換器。開關(guān)變換器主要有三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):降壓變換器(開關(guān)將一輸入電壓變換成一較低的穩(wěn)定輸出電壓);升壓變換器(開關(guān)將一輸入電壓變換成一較高的穩(wěn)定輸出電壓);反激變換器(開關(guān)將一輸入電壓變換成一較低的穩(wěn)定反相輸出電壓)。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/233509.htm

在此用Motorola的MC33466微功率開關(guān)穩(wěn)壓器來設(shè)計降壓變換器、升壓變換器和反激變換器。MC33466器件具有非常低的靜態(tài)偏置電流(典型值15μA),含有高精度電壓基準(zhǔn)、振蕩器、脈寬調(diào)制(PWM)控制器、驅(qū)動晶體管、誤差放大器、反饋電阻分壓器等。

MC33466變換器工作如同一個固定頻率電壓模式穩(wěn)壓器。變換器工作在非連續(xù)模式,在晶體管開關(guān)導(dǎo)通期間,電感電流躍變到峰值大于或等于dc輸入電流的兩倍值。在晶體管開關(guān)的關(guān)閉期間,電感電流躍變到零,直到另一個轉(zhuǎn)換周期開始為止。

因為輸出電壓端也同樣作為電源電壓來為內(nèi)部電路供電,所以在降壓變換器和反激變換器設(shè)計中,需要一個外部啟動電路為集成電距開始轉(zhuǎn)換提供起始功率。

圖1、圖2和圖3分別為用MC33466設(shè)計的升壓變換器、降壓變換器和反激變換器。在圖3和圖3中的啟動電路用三個分立元件組成。

在變換器設(shè)計中必須選擇下列參數(shù):

Vin--額定工作的dc輸入電壓

Vo--所希望的dc輸出電壓

Io--所希望的dc輸出電流

Vripple(pp)--所希望的峰-峰輸出波紋電壓。為使性能最佳,波紋電壓應(yīng)該保持一低數(shù)值一,因為它將直接影響電源電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率。

D--工作占空因數(shù),等于ton(fs)。對于升壓和反激應(yīng)用此參數(shù)必須選擇小于0.5。

在變換器設(shè)計中,電路參數(shù)的設(shè)計公式示于表1。

下面給出一個降壓變換設(shè)計的實例。

具體要求是:Vin=8.0V,輸出電壓3.3V(300mA),輸出紋波小于300mVpp,Ro=Vo / Io=10Ω。

因為這是一個非連續(xù)模式設(shè)計,所以DVo / Vin = 3.3 / 8 =0.41,選擇DVO / Vin=0.33 / 8 =0.41,選擇D=0.33。

ton≈D / fs =0.33 / (50kHz)=6.6μs

L(Vin-Vo)(ton) / 2Io=(8-3.3)(6.6μs) / [2(0.3)]=51.7μH

選擇L=47μH

IL(pk)=(Vin-Vo)(ton) / L=(8-3.3)(6.6μs) / (47μH)=660mA

ESRVripple(pp) / IL(pk)=(300mV) / (660mA)=0.455Ω

選擇Co為兩個330μF鉭片電容器。每個電容額定ESR(等效串聯(lián)電阻)為0.9Ω。

一個完整的電路圖示于圖2。

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