降壓型非隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作原理
發(fā)布時間:2023-11-28 09:03:04 瀏覽:664
降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器是一種常用的電子器件,用于將較高的輸入電壓轉(zhuǎn)換為較低的輸出電壓。其工作原理如下:
1、輸入電壓通過一個開關(guān)(通常是一個功率MOSFET)連接到一個電感和一個濾波電容。開關(guān)周期性地打開和關(guān)閉,控制能量的流動。
2、當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時,輸入電壓施加在電感上,使電流以指數(shù)上升的方式增加。這存儲了能量在電感中。
3、當(dāng)開關(guān)打開時,電感中的磁場崩塌,產(chǎn)生一個反向電壓。根據(jù)Lenz定律,這個反向電壓使電流繼續(xù)流動,但通過一個二極管,稱為自由輪二極管。
4、輸出電壓被取樣在輸出端,通常通過一個電壓反饋回路來保持穩(wěn)定。如果輸出電壓低于設(shè)定值,控制閉環(huán)將調(diào)整開關(guān)的占空比增加,以增加輸出電壓。
5、輸出電壓經(jīng)過一個濾波電容,以減小輸出紋波。然后通過輸出線路提供給負載。
需要注意的是,以上描述的是基本的降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器工作原理。實際的轉(zhuǎn)換器電路可能包括其他元件,例如補償網(wǎng)絡(luò)、穩(wěn)壓器等,以提高穩(wěn)定性和效率。
降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器電路
Fig.1是同步整流方式的降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路。
基本電路結(jié)構(gòu)是在負責(zé)開關(guān)的MOSFET(Q1)之后,并聯(lián)連接整流用MOSFET(Q2)和輸出平滑電容器(C2),串聯(lián)連接線圈與MOSFET(Q1)。
Q1與Q2由IC輸出的控制信號控制。
MOSFET(Q1)導(dǎo)通
Fig.2表示開關(guān)元件Q1導(dǎo)通的狀態(tài)。
當(dāng)Q1導(dǎo)通時,電流從輸入Vin流過線圈L并對輸出平滑電容器C2充電,提供輸出電流Iout。
此時線圈L上流過的電流產(chǎn)生磁場,并將電能轉(zhuǎn)換成磁能蓄積儲存。
Q1導(dǎo)通的ton期間,在線圈L上施加輸入電壓Vin與輸出電壓Vout的電壓,以輸出電流Iout為中心的紋波電流為:
ΔIL:L上流過的電流變化量(紋波電流)[A]
Vin:輸入電壓[V]
Vout:輸出電壓[V]
L:線圈電感值[H]
ton:Q1導(dǎo)通時間[s]
MOSFET(Q2)導(dǎo)通
Fig.3表示開關(guān)元件Q2導(dǎo)通的狀態(tài)。
Q1關(guān)斷后Q2導(dǎo)通,L上儲存的能量向輸出側(cè)釋放。
在Q1關(guān)斷的toff期間,為了維持線圈L上流動的電流,經(jīng)由Q2向負載釋放電流。此toff期間的紋波電流為:
ΔIL: L上流過的電流變化量(紋波電流)[A]
Vout: 輸出電壓[V]
L: 線圈電感值[H]
toff: Q1關(guān)斷時間[s]
占空比
由于穩(wěn)態(tài)下的Q1導(dǎo)通公式(1)與Q2導(dǎo)通公式(2)的ΔIL相等,因此輸入輸出電壓的關(guān)系為:
ton/(ton + toff)為Q1導(dǎo)通的時間比,被稱為占空比(duty cycle)。
Vout取決于占空比,通過控制占空比來控制Vout。
設(shè)(ton + toff)為開關(guān)周期T[s],此時的開關(guān)頻率為fsw[Hz],將公式(1)與公式(3)整理為與fsw的關(guān)系就是:
若Vin及Vout已確定,那么輸出的紋波電流則由L與fsw決定。
如果紋波電流大,則輸出紋波電壓變大。
此外,也容易使線圈飽和,從而造成鐵芯損耗增大等影響。
為了解決此類問題,需要提高開關(guān)頻率,或者增加線圈的圈數(shù)來提高電感值。
相關(guān)推薦:
推薦資訊
Lattice的LC4128V-75TN100C是ispMACH? 4000V家族的高性能復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD),適用于多種高速和復(fù)雜邏輯應(yīng)用場景;技術(shù)規(guī)格包括邏輯塊、全局時鐘等多項參數(shù),編程存儲方面采用EEPROM,具備系統(tǒng)內(nèi)可編程及可重編程支持;電源和環(huán)境方面有明確的電壓、溫度等要求,為商業(yè)級;采用100引腳TQFP封裝,適用于表面貼裝,尺寸為14mm*14mm*1.4mm;可應(yīng)用于通信設(shè)備、工業(yè)控制系統(tǒng)、消費電子產(chǎn)品等需要高速邏輯處理和靈活設(shè)計的領(lǐng)域。
根據(jù)NVIDIA和AMD宣布的技術(shù)路線圖,GPU將于2018年進入12 nm/7nm工藝。目前,AI、與采礦機相關(guān)的FPGA和ASIC芯片也在使用10~28 nm的先進工藝。國內(nèi)制造商已經(jīng)出現(xiàn)了寒武紀、深鑒科技、地平線、比特大陸等優(yōu)秀的集成電路設(shè)計制造商以實現(xiàn)突破,而制造主要依靠臺積電和其他先進工藝合同制造商。
在線留言
久草av| 靖安县| 一本色道精品久久一区二区三区| 中文字幕不卡一区| 久久久久亚洲精品国产| A级毛片在线观看| 最近2019年日本中文免费字幕| 日产一二三区别免费必看| 精品无码黑人又粗又大又长| 欧美XXXX做受欧美| 人妻中文字幕AV无码专区| 亚洲AV无码专区在线厂| 精品国产AV色欲果冻传媒| 国产精品黑色丝袜在线观看| 中文字幕色婷婷在线视频| 色欲国产麻豆一精品一AV一免费 | 欧美久久久久| 亚洲产国偷v产偷自拍网址| 男女xxx| 中文字幕一区二区人妻| 乱vodafonewifi熟妇| 中文字幕av一区二区三区| 国产精品18| 色狠狠一区二区三区| 四虎4hu新地址入口2022| 亚洲精品高潮呻吟久久av| 亚洲熟女乱综合一区二区| 成人依依网| 亚洲人妻一区二区| 男ji大巴进入女人的网站| 内射干少妇亚洲69xxx| 洛南县| 国产又色又爽又刺激视频| 国产精品久久久久久久久久久不卡| 国产亚洲精品岁国产微拍精品| 在线亚洲欧美日韩精品专区| 久久综合九色综合欧美| 免费无码又黄又爽又刺激| 国产av高清无亚洲| 少妇被粗大的猛进出69影院| 久久久噜噜噜久久熟女|