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【show】一款高邊型BUCK電路制作

看老梁版主發(fā)的貼低邊型BUCK驅(qū)動做的確實(shí)不錯。這個SHOW的活動小弟雖然學(xué)藝不精也想?yún)⒓踊顒訙悅€熱鬧就山寨老梁的帖子吧，為免投訴侵權(quán)咱將低改成高，可以不 ？
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2014-04-18 10:46

小老梁

zhenxiang版主謙虛啦

期待作品更新!

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zhenxiang
LV.10
3
2014-04-18 10:57

說下開發(fā)背景；應(yīng)用在一輸入電壓極不穩(wěn)定的場合，輸入最低180VAC 最高短時能到600VAC，后面配置220VAC輸入標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電源的設(shè)備時有電源損壞。

故設(shè)計(jì)一款降壓電源將輸入電壓穩(wěn)定降至220DC左右，然后為設(shè)備供電。

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zhenxiang
LV.10
4
2014-04-18 11:07
@zhenxiang
說下開發(fā)背景；應(yīng)用在一輸入電壓極不穩(wěn)定的場合，輸入最低180VAC最高短時能到600VAC，后面配置220VAC輸入標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電源的設(shè)備時有電源損壞。故設(shè)計(jì)一款降壓電源將輸入電壓穩(wěn)定降至220DC左右，然后為設(shè)備供電。

設(shè)計(jì)思路；這個東西只是作為過渡產(chǎn)品，所以對他的要求就是好用。不壞，便宜。

預(yù)期輸入電壓最低240VDC  最高840VDC 輸出設(shè)定在200VDC吧 否則占空比太大。

這樣連續(xù)模式下DMAX=0.833  DMIN=0.238 

最大占空比超過0.5，而且要設(shè)計(jì)工作到CCM，那么采用電流模式控制自然會有次諧波震蕩的問題還需要斜坡補(bǔ)償。為圖簡單干脆用電壓模式的IC省去這個煩惱。那就是TL494了便宜好買，資料也多。呵呵

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zhenxiang
LV.10
5
2014-04-18 12:03
@zhenxiang
設(shè)計(jì)思路；這個東西只是作為過渡產(chǎn)品，所以對他的要求就是好用。不壞，便宜。預(yù)期輸入電壓最低240VDC 最高840VDC輸出設(shè)定在200VDC吧否則占空比太大。這樣連續(xù)模式下DMAX=0.833 DMIN=0.238 最大占空比超過0.5，而且要設(shè)計(jì)工作到CCM，那么采用電流模式控制自然會有次諧波震蕩的問題還需要斜坡補(bǔ)償。為圖簡單干脆用電壓模式的IC省去這個煩惱。那就是TL494了便宜好買，資料也多。呵呵
我的理解低邊高邊的區(qū)別就是MOS放的位置。標(biāo)準(zhǔn)教科書上的BUCK 都應(yīng)該算是高邊的因?yàn)镸OS接在輸入正。低邊那就是MOS接在輸入負(fù)吧.
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老梁頭
LV.10
6
2014-04-18 13:21

咱們真是好兄弟

期待你的驅(qū)動的設(shè)計(jì)

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zhenxiang
LV.10
7
2014-04-18 14:55
@老梁頭
咱們真是好兄弟[圖片]期待你的驅(qū)動的設(shè)計(jì)
先確認(rèn)下高邊和低邊的區(qū)別是不以MOS所在的位置區(qū)別的才好往下說呀。
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zhenxiang
LV.10
8
2014-04-18 16:20
@zhenxiang
先確認(rèn)下高邊和低邊的區(qū)別是不以MOS所在的位置區(qū)別的才好往下說呀。
再次先提出一個問題討論下為什么buck電路占空比越大，效率越高？
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yhtfeel
LV.7
9
2014-04-18 16:50
@zhenxiang
再次先提出一個問題討論下為什么buck電路占空比越大，效率越高？
這個問題好像在哪里見過...
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SKY丶輝煌
LV.10
10
2014-04-19 00:49
@zhenxiang
再次先提出一個問題討論下為什么buck電路占空比越大，效率越高？
Vo=DVin。占空比D越大，Vo相對于Vin來說降低的越少，Vo-Vin越小，電路損耗功率小，效率上升。
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zhenxiang
LV.10
11
2014-04-19 09:31
@SKY丶輝煌
Vo=DVin。占空比D越大，Vo相對于Vin來說降低的越少，Vo-Vin越小，電路損耗功率小，效率上升。
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zhenxiang
LV.10
12
2014-04-19 09:33
@zhenxiang
[圖片]
如樓上借用老梁的這個圖應(yīng)該就是我要做的高邊型BUCK基本拓?fù)浒?。低邊呢誰能補(bǔ)充下；或者咱還是靜等老梁貼出他的低邊來。
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zhenxiang
LV.10
13
2014-04-19 10:20
@老梁頭
咱們真是好兄弟[圖片]期待你的驅(qū)動的設(shè)計(jì)
您這話說到點(diǎn)上了，我這種高邊的麻煩在于MOS源極不接地需要浮驅(qū)，驅(qū)動設(shè)計(jì)是個難點(diǎn)。MOS放在負(fù)載下面源極接輸入地驅(qū)動很簡單了，但有個問題輸出電壓取樣反饋穩(wěn)壓又是個難點(diǎn)。期待你的反饋設(shè)計(jì)。
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2014-04-19 11:57

頂一個！

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zhenxiang
LV.10
15
2014-04-21 08:36
@ymyangyong
頂一個！[圖片]

上面也說了這種高邊BUCK的方式麻煩的是MOS管的驅(qū)動。目前有倆種辦法，電荷泵方式提供驅(qū)動，這種一般由專用IC實(shí)現(xiàn)，大多數(shù)的集成MOS BUCK芯片就是這總方式吧，或者采用專用驅(qū)動芯片或者驅(qū)動光耦I(lǐng)R2110之類。另一種就是采用變壓器驅(qū)動方式，這種在雙管 半橋全橋電路上也常見。但因?yàn)锽UCK是單邊驅(qū)動必須要有隔直電容。

待帖子要是能過20貼咱也貼圖從驅(qū)動開始談起。反正時間有的是。

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2014-04-21 08:57
@zhenxiang
上面也說了這種高邊BUCK的方式麻煩的是MOS管的驅(qū)動。目前有倆種辦法，電荷泵方式提供驅(qū)動，這種一般由專用IC實(shí)現(xiàn)，大多數(shù)的集成MOSBUCK芯片就是這總方式吧，或者采用專用驅(qū)動芯片或者驅(qū)動光耦I(lǐng)R2110之類。另一種就是采用變壓器驅(qū)動方式，這種在雙管半橋全橋電路上也常見。但因?yàn)锽UCK是單邊驅(qū)動必須要有隔直電容。待帖子要是能過20貼咱也貼圖從驅(qū)動開始談起。反正時間有的是。
嗯，偶沒事也在等著上菜。
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zhenxiang
LV.10
17
2014-04-21 10:37
@qinzutaim
嗯，偶沒事也在等著上菜。

正式設(shè)計(jì)之前首先要了解這個拓?fù)涞脑?，這時發(fā)現(xiàn)PSPICE真是個不錯的仿真軟件，PSPICE自帶有BUCK的基本拓?fù)淠Ｐ?/span>借助軟件可以很直觀的理解拓?fù)涞墓ぷ髟怼?

如下圖這是軟件自帶的仿真原理圖

然后我們在輸入電壓和輸出電壓上放置電壓探針， 根據(jù)原理輸入電壓100V 激勵源F=20K D=0.5 那么輸出電壓應(yīng)該是50V 仿下試試

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zhenxiang
LV.10
18
2014-04-21 10:39
@zhenxiang
正式設(shè)計(jì)之前首先要了解這個拓?fù)涞脑恚@時發(fā)現(xiàn)PSPICE真是個不錯的仿真軟件，PSPICE自帶有BUCK的基本拓?fù)淠Ｐ徒柚浖梢院苤庇^的理解拓?fù)涞墓ぷ髟?。如下圖這是軟件自帶的仿真原理圖[圖片]然后我們在輸入電壓和輸出電壓上放置電壓探針，根據(jù)原理輸入電壓100V激勵源F=20KD=0.5那么輸出電壓應(yīng)該是50V仿下試試[圖片]
然后我們再看下電感電流波形 

展開看下

電感電流初值大于0 說明工作在CCM。

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zhenxiang
LV.10
19
2014-04-21 10:42
@zhenxiang
然后我們再看下電感電流波形 [圖片]展開看下[圖片]電感電流初值大于0說明工作在CCM。
注意到了這個激勵源接在MOS的柵極-源極之間這是正常的驅(qū)動方式。但我們用的TL494輸出的驅(qū)動脈沖是相對芯片GND腳的正脈沖，顯然直接驅(qū)動這個MOS是不行了。下一步我將這個激勵源負(fù)端接了0端，然后設(shè)置一個變壓器來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動。
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2014-04-21 17:25
@zhenxiang
注意到了這個激勵源接在MOS的柵極-源極之間這是正常的驅(qū)動方式。但我們用的TL494輸出的驅(qū)動脈沖是相對芯片GND腳的正脈沖，顯然直接驅(qū)動這個MOS是不行了。下一步我將這個激勵源負(fù)端接了0端，然后設(shè)置一個變壓器來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動。
是不是還要搞個同步整流的
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zhenxiang
LV.10
21
2014-04-22 16:53
@xd285070
是不是還要搞個同步整流的[圖片]
我這個預(yù)設(shè)輸出200VDC/1.2A  這種高壓小電流同步整流沒啥優(yōu)勢了。
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2014-04-22 19:49
@zhenxiang
我這個預(yù)設(shè)輸出200VDC/1.2A 這種高壓小電流同步整流沒啥優(yōu)勢了。
首選，變壓器驅(qū)動，你看如果感覺占空比大，那么輸入來個倍壓整流，怎么樣
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zhenxiang
LV.10
23
2014-04-22 21:38
@xd285070
首選，變壓器驅(qū)動，你看如果感覺占空比大，那么輸入來個倍壓整流，怎么樣[圖片]
就是變壓器驅(qū)動，變壓器驅(qū)動對于占空比大范圍的變化需要做些特別的處理，得到穩(wěn)定適當(dāng)?shù)尿?qū)動電平。
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zhenxiang
LV.10
24
2014-04-23 08:53
@zhenxiang
就是變壓器驅(qū)動，變壓器驅(qū)動對于占空比大范圍的變化需要做些特別的處理，得到穩(wěn)定適當(dāng)?shù)尿?qū)動電平。
沒人幫頂 自己頂下。這些天忙起來了沒時間更新、
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zhenxiang
LV.10
25
2014-04-23 14:44
@zhenxiang
沒人幫頂自己頂下。這些天忙起來了沒時間更新、
現(xiàn)在PSPice里面仿真下變壓器驅(qū)動，先做個最簡單的原理圖如下，激勵源頻率設(shè)60K通過一個圖騰然后經(jīng)隔直電容驅(qū)動變壓器初級，變壓器匝比設(shè)定1；1

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zhenxiang
LV.10
26
2014-04-23 14:51
@zhenxiang
現(xiàn)在PSPice里面仿真下變壓器驅(qū)動，先做個最簡單的原理圖如下，激勵源頻率設(shè)60K通過一個圖騰然后經(jīng)隔直電容驅(qū)動變壓器初級，變壓器匝比設(shè)定1；1[圖片]

分別看下占空比在  0.5  0.2  0.8時候的變壓器次級驅(qū)動波形

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zhenxiang
LV.10
27
2014-04-23 14:55
@zhenxiang
分別看下占空比在  0.5 0.2 0.8時候的變壓器次級驅(qū)動波形[圖片][圖片][圖片]
由結(jié)果可以看出次級波形我們需要正向脈沖來驅(qū)動MOS，而脈沖的正峰值隨占空比而變化，這也很好理解就是變壓器伏秒平恒造成的結(jié)果。占空比小時波形的正脈沖高負(fù)脈沖小占空比大時相反。需要再設(shè)計(jì)下電路得到穩(wěn)定幅值的驅(qū)動波形。
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zhenxiang
LV.10
28
2014-04-23 16:04
@zhenxiang
由結(jié)果可以看出次級波形我們需要正向脈沖來驅(qū)動MOS，而脈沖的正峰值隨占空比而變化，這也很好理解就是變壓器伏秒平恒造成的結(jié)果。占空比小時波形的正脈沖高負(fù)脈沖小占空比大時相反。需要再設(shè)計(jì)下電路得到穩(wěn)定幅值的驅(qū)動波形。
為了穩(wěn)定驅(qū)動幅值在這個電路基礎(chǔ)上增加點(diǎn)東西目的就是將負(fù)向電壓部分也移到正向來。如下圖

改后大占空比驅(qū)動如下

小占空比驅(qū)動如下

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zhenxiang
LV.10
29
2014-04-23 16:07
@zhenxiang
為了穩(wěn)定驅(qū)動幅值在這個電路基礎(chǔ)上增加點(diǎn)東西目的就是將負(fù)向電壓部分也移到正向來。如下圖[圖片]改后大占空比驅(qū)動如下[圖片]小占空比驅(qū)動如下[圖片]
經(jīng)此更改后驅(qū)動幅值跟隨占空比變化的問題徹底解決。下一步我們來用這個驅(qū)動電路來驅(qū)動前面的高邊MOS來做BUCK
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2014-04-23 16:24

這么好的帖子哇 忍不住回復(fù)，這不是水，絕不是  哈哈哈哈哈

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2014-04-23 16:26
@zhenxiang
經(jīng)此更改后驅(qū)動幅值跟隨占空比變化的問題徹底解決。下一步我們來用這個驅(qū)動電路來驅(qū)動前面的高邊MOS來做BUCK
zhen版的帖子 圖文并茂好詳實(shí)  先頂 后面好好看下~
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