位置:51电子网 » 技术资料 » 电源技术

固定频率PWM微功率DC/DC变换器设计

发布时间:2007/9/11 0:00:00 访问次数:500

    在电池供电的计算机,消费类产品和工业设备中,DC/DC变换器是重要的部件。变换器有两种类型:线性变换器和开关变换器。开关变换器主要有三种拓扑结构:降压变换器(开关稳压器将一输入电压变换成一较低的稳定输出电压);升压变换器(开关稳压器将一输入电压变换成一较高的稳定输出电压);反激变换器(开关稳压器将一输入电压变换成一较低的稳定反相输出电压)。

    在此用Motorola的MC33466微功率开关稳压器来设计降压变换器、升压变换器和反激变换器。MC33466器件具有非常低的静态偏置电流(典型值15μA),含有高精度电压基准、振荡器、脉宽调制(PWM)控制器、驱动晶体管、误差放大器、反馈电阻分压器等。

    MC33466变换器工作如同一个固定频率电压模式稳压器。变换器工作在非连续模式,在晶体管开关导通期间,电感电流跃变到峰值大于或等于dc输入电流的两倍值。在晶体管开关的关闭期间,电感电流跃变到零,直到另一个转换周期开始为止。

    因为输出电压端也同样作为电源电压来为内部电路供电,所以在降压变换器和反激变换器设计中,需要一个外部启动电路为集成电距开始转换提供起始功率。

    图1、图2和图3分别为用MC33466设计的升压变换器、降压变换器和反激变换器。在图3和图3中的启动电路用三个分立元件组成。

    在变换器设计中必须选择下列参数:

    Vin--额定工作的dc输入电压

    Vo--所希望的dc输出电压

    Io--所希望的dc输出电流

    Vripple(pp)--所希望的峰-峰输出波纹电压。为使性能最佳,波纹电压应该保持一低数值一,因为它将直接影响电源电压调整率和负载调整率。

    D--工作占空因数,等于ton(fs)。对于升压和反激应用此参数必须选择小于0.5。

    在变换器设计中,电路参数的设计公式示于表1。

    下面给出一个降压变换设计的实例。

    具体要求是:Vin=8.0V,输出电压3.3V(300mA),输出纹波小于300mVpp,Ro=Vo / Io=10Ω。

    因为这是一个非连续模式设计,所以D<Vo / Vin = 3.3 / 8 =0.41,选择D<VO / Vin=0.33 / 8 =0.41,选择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

    选择L=47μH

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

    ESR<Vripple(pp) / IL(pk)=(300mV) / (660mA)=0.455Ω

       选择Co为两个330μF钽片电容器。每个电容额定ESR(等效串联电阻)为0.9Ω。

    一个完整的电路图示于图2。


    在电池供电的计算机,消费类产品和工业设备中,DC/DC变换器是重要的部件。变换器有两种类型:线性变换器和开关变换器。开关变换器主要有三种拓扑结构:降压变换器(开关稳压器将一输入电压变换成一较低的稳定输出电压);升压变换器(开关稳压器将一输入电压变换成一较高的稳定输出电压);反激变换器(开关稳压器将一输入电压变换成一较低的稳定反相输出电压)。

    在此用Motorola的MC33466微功率开关稳压器来设计降压变换器、升压变换器和反激变换器。MC33466器件具有非常低的静态偏置电流(典型值15μA),含有高精度电压基准、振荡器、脉宽调制(PWM)控制器、驱动晶体管、误差放大器、反馈电阻分压器等。

    MC33466变换器工作如同一个固定频率电压模式稳压器。变换器工作在非连续模式,在晶体管开关导通期间,电感电流跃变到峰值大于或等于dc输入电流的两倍值。在晶体管开关的关闭期间,电感电流跃变到零,直到另一个转换周期开始为止。

    因为输出电压端也同样作为电源电压来为内部电路供电,所以在降压变换器和反激变换器设计中,需要一个外部启动电路为集成电距开始转换提供起始功率。

    图1、图2和图3分别为用MC33466设计的升压变换器、降压变换器和反激变换器。在图3和图3中的启动电路用三个分立元件组成。

    在变换器设计中必须选择下列参数:

    Vin--额定工作的dc输入电压

    Vo--所希望的dc输出电压

    Io--所希望的dc输出电流

    Vripple(pp)--所希望的峰-峰输出波纹电压。为使性能最佳,波纹电压应该保持一低数值一,因为它将直接影响电源电压调整率和负载调整率。

    D--工作占空因数,等于ton(fs)。对于升压和反激应用此参数必须选择小于0.5。

    在变换器设计中,电路参数的设计公式示于表1。

    下面给出一个降压变换设计的实例。

    具体要求是:Vin=8.0V,输出电压3.3V(300mA),输出纹波小于300mVpp,Ro=Vo / Io=10Ω。

    因为这是一个非连续模式设计,所以D<Vo / Vin = 3.3 / 8 =0.41,选择D<VO / Vin=0.33 / 8 =0.41,选择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

    选择L=47μH

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

    ESR<Vripple(pp) / IL(pk)=(300mV) / (660mA)=0.455Ω

       选择Co为两个330μF钽片电容器。每个电容额定ESR(等效串联电阻)为0.9Ω。

    一个完整的电路图示于图2。


上一篇:数字相机用电源产生电路

上一篇:能有效简化电源设计的高压谐振控制器L6598

相关技术资料
7-12​PWM输入功率驱动器工作原理
7-12​隔离式 DC/DC 变换器和模块优势特征
7-12​解读集成4 个高效降压 DC/DC 变换器
7-12​数字隔离功能全集成 DC/DC 电源变换器简述
7-12集成低噪声电流输入模数转换器 (ADC)应用详解
7-12128 通道20 位电流数字转换器应用探究
7-11最新12kW量产电源参考设计简述
7-11​第三代快速碳化硅MOSFET技术参数应用
7-11​800 V高压直流 (HVDC)全新架构电源系统
7-11串行千兆位媒体独立接口(SGMII和RGMII)
7-11Analog Devices ADIN3310应用详情
7-11干簧传感器​MK17系列应用详解
相关IC型号

热门点击

 

推荐技术资料

Seeed Studio
    Seeed Studio绐我们的印象总是和绘画脱离不了... [详细]
版权所有:51dzw.COM
深圳服务热线:13751165337  13692101218
粤ICP备09112631号-6(miitbeian.gov.cn)
公网安备44030402000607
深圳市碧威特网络技术有限公司
付款方式


 复制成功!