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技術(shù)帖:做一款摩托車燈電源

本人第一次發(fā)帖,先從簡(jiǎn)單的基本架構(gòu)BUCK做起吧,更新時(shí)間上好把控,后續(xù)慢慢地再做復(fù)雜的、大功率的電源。進(jìn)入正題,本次準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)一款用于摩托車燈的電源,因?yàn)橛须妷恨D(zhuǎn)換還要使用按鍵來(lái)切換各種模式,所以可能稱其車燈控制器更為合適,參數(shù)介紹如下:

輸入電壓:12-15V(鉛酸蓄電池)

輸出:6V5A每路,總計(jì)6路

輸出路數(shù):左近光,右近光,左遠(yuǎn)光,右遠(yuǎn)光,左霧燈,右霧燈

功能:1.輸入端防反接;2.低待機(jī)功耗,即電池供電的時(shí)候斷開(kāi)電源,發(fā)電機(jī)工作的時(shí)候才接通電源(使用ACC線);3.按鍵功能:三個(gè)按鍵切換模式(什么功能待定)

在選擇方案的時(shí)候我在兩個(gè)方案之間猶豫過(guò),方案1:12V-15V轉(zhuǎn)7V恒壓輸出(燈珠電壓典型值6V,實(shí)際測(cè)試是6.5V左右),然后6路中分別串入電阻R限流,實(shí)際輸出電流=(7V-Vf)/R,然后使用MOSFET控制導(dǎo)通占空比,優(yōu)勢(shì)是成本低,整體體積小,劣勢(shì)是燈珠電流控制不精確,不同批次燈珠Vf不同導(dǎo)致輸出電流差異大;方案2:使用6路恒流輸出的方案,優(yōu)劣勢(shì)和方案1正好相反。(如果朋友們有更好的方案,歡迎推薦)

最終我還是覺(jué)得方案2做出來(lái)逼格高一些,控制更精準(zhǔn)??刂菩酒吞?hào)選擇國(guó)產(chǎn)歐創(chuàng)芯OC5021B,該芯片支持PWM調(diào)光,電感、電容等元器件都選擇立創(chuàng)商城上可以買到的,我真的很喜歡立創(chuàng)這個(gè)平臺(tái),打板買料很方便,在此給它做個(gè)廣告。

芯片規(guī)格書鏈接:

C842717_OC5021B_2020-10-13.PDF

MCU規(guī)格書鏈接:

C124948_HR7P169BFGTF_2017-09-12.PDF

第一版原理圖:

原理圖PDF.pdf

敬請(qǐng)期待接下來(lái)的器件選型與Layout。

4月22日更新:

糾正一個(gè)上貼中的描述錯(cuò)誤—功能:1.輸出端防反接,應(yīng)為—功能:1.輸入端防反接。

本帖繼續(xù)介紹器件選型計(jì)算。

附件為計(jì)算文檔

選型計(jì)算文檔.pdf

全部回復(fù)(38)
正序查看
倒序查看
gaohq
LV.8
2
2022-04-19 20:32

OC5021的驅(qū)動(dòng)能力如何?

0
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2022-04-20 14:42

臺(tái)灣遠(yuǎn)翔LED驅(qū)動(dòng)調(diào)光IC一級(jí)代理了解下。

0
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#回復(fù)內(nèi)容已被刪除#
4
#回復(fù)內(nèi)容已被刪除#
5
2022-04-21 22:47

我寫了很多公式,可惜不能直接復(fù)制粘貼,哈哈。

0
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2022-04-21 22:50
@ysws13823373125
臺(tái)灣遠(yuǎn)翔LED驅(qū)動(dòng)調(diào)光IC一級(jí)代理了解下。

是否有類似方案可以推薦下

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2022-04-22 10:46
@gaohq
OC5021的驅(qū)動(dòng)能力如何?

DRV腳接500pF電容上升時(shí)間還能保持50ns,說(shuō)明驅(qū)動(dòng)能力應(yīng)該還可以的

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2022-04-26 11:59
@勤勞善良的高
是否有類似方案可以推薦下

老板,方便加下VX嗎?

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2022-05-02 22:14
@勤勞善良的高
我寫了很多公式,可惜不能直接復(fù)制粘貼,哈哈。

5月2日更新:

本次更新PCB layout,板子尺寸100mm*100mm,四角放置固定孔,其中一角放置接地焊盤。

0
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2022-05-06 09:42

 

原理圖,我下載下來(lái)了,分享給大家

 

 

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#回復(fù)內(nèi)容已被刪除#
12
#回復(fù)內(nèi)容已被刪除#
13
2022-09-27 15:25
@勤勞善良的高
5月2日更新:本次更新PCBlayout,板子尺寸100mm*100mm,四角放置固定孔,其中一角放置接地焊盤。[圖片][圖片][圖片][圖片][圖片]

樓主,你好,看了你選型文檔,寫的很精彩,我有個(gè)疑惑,OC5021B芯片給出了固定關(guān)斷時(shí)間可以算出C2容值,進(jìn)而求得Toff=1.3us。我用BPA8506(晶豐明源)芯片,采用buck拓樸結(jié)構(gòu),輸入175-265VAC,輸出24VDC/0.5A,規(guī)格書上沒(méi)有寫關(guān)斷時(shí)間等信息,功率電感的感量怎么計(jì)算呢?

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2022-09-28 11:10
@東漢集團(tuán)
樓主,你好,看了你選型文檔,寫的很精彩,我有個(gè)疑惑,OC5021B芯片給出了固定關(guān)斷時(shí)間可以算出C2容值,進(jìn)而求得Toff=1.3us。我用BPA8506(晶豐明源)芯片,采用buck拓樸結(jié)構(gòu),輸入175-265VAC,輸出24VDC/0.5A,規(guī)格書上沒(méi)有寫關(guān)斷時(shí)間等信息,功率電感的感量怎么計(jì)算呢?

你好,BPA8506的datasheet上給的信息很少,總的來(lái)說(shuō)各家芯片差異很小,遵循的公式相同??蓞⒖迹?/p>

http://www.zjkrx.cn/eestar/article-5574.html

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2022-09-28 13:23
@勤勞善良的高
你好,BPA8506的datasheet上給的信息很少,總的來(lái)說(shuō)各家芯片差異很小,遵循的公式相同??蓞⒖迹篽ttp://www.zjkrx.cn/eestar/article-5574.html

感謝樓主回復(fù),就按BPA8506規(guī)格書上提供的信息,按你選型文檔所列的公式來(lái)算功率電感,你會(huì)怎么算呢?Ton、Toff怎么來(lái)求?求教樓主。

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2022-10-08 09:50
@東漢集團(tuán)
感謝樓主回復(fù),就按BPA8506規(guī)格書上提供的信息,按你選型文檔所列的公式來(lái)算功率電感,你會(huì)怎么算呢?Ton、Toff怎么來(lái)求?求教樓主。

1.根據(jù)最低輸入電壓及輸出電壓計(jì)算占空比D,

2.取開(kāi)關(guān)頻率fs=30KHZ(規(guī)格書中要求頻率不大于45KHZ),

3.得出Ton=D/fs,Toff=(1-D)/fs.

后面的公式套用就可以了。

1
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2022-10-08 14:09
@勤勞善良的高
我寫了很多公式,可惜不能直接復(fù)制粘貼,哈哈。

樓主,如下選型計(jì)算文檔截圖所列R1計(jì)算過(guò)程,Vin電壓為什么取10V?你設(shè)計(jì)的輸入電壓是12V啊。

0
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2022-10-08 15:30
@東漢集團(tuán)
樓主,如下選型計(jì)算文檔截圖所列R1計(jì)算過(guò)程,Vin電壓為什么取10V?你設(shè)計(jì)的輸入電壓是12V啊。

我的思路是考慮設(shè)計(jì)余量,如果設(shè)計(jì)在12V電壓點(diǎn)處啟動(dòng),元器件誤差可能會(huì)導(dǎo)致有些控制器啟動(dòng)不了。啟動(dòng)電壓是這樣的設(shè)計(jì)的原因,其實(shí)還可以根據(jù)啟動(dòng)電流來(lái)設(shè)計(jì),使用典型輸入電壓12V,啟動(dòng)電流選擇在1.2*Istmin~0.8*Istmax范圍內(nèi),這樣計(jì)算也可以。

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2022-10-10 17:16
@勤勞善良的高
我的思路是考慮設(shè)計(jì)余量,如果設(shè)計(jì)在12V電壓點(diǎn)處啟動(dòng),元器件誤差可能會(huì)導(dǎo)致有些控制器啟動(dòng)不了。啟動(dòng)電壓是這樣的設(shè)計(jì)的原因,其實(shí)還可以根據(jù)啟動(dòng)電流來(lái)設(shè)計(jì),使用典型輸入電壓12V,啟動(dòng)電流選擇在1.2*Istmin~0.8*Istmax范圍內(nèi),這樣計(jì)算也可以。

樓主,你好,BPA8506規(guī)格書中提到MOS開(kāi)通時(shí)間要>=650ns,我重新計(jì)算了一下,算出來(lái)的電感量達(dá)到了5.8mH,怎么會(huì)這么大?不知是否我算的不對(duì)。計(jì)算過(guò)程我貼圖上來(lái)。

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2022-10-11 08:53
@東漢集團(tuán)
樓主,你好,BPA8506規(guī)格書中提到MOS開(kāi)通時(shí)間要>=650ns,我重新計(jì)算了一下,算出來(lái)的電感量達(dá)到了5.8mH,怎么會(huì)這么大?不知是否我算的不對(duì)。計(jì)算過(guò)程我貼圖上來(lái)。[圖片]

因?yàn)槟闳〉碾姼屑y波電流小,所以計(jì)算出來(lái)的電感量大,BPA8506不一定工作在CCM模式,建議按照BCM計(jì)算,▲IL取2Iout,然后再作微調(diào)。

另外Ton應(yīng)該按照Vout/(Vin*fs)來(lái)計(jì)算。

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2022-10-11 20:18
@勤勞善良的高
因?yàn)槟闳〉碾姼屑y波電流小,所以計(jì)算出來(lái)的電感量大,BPA8506不一定工作在CCM模式,建議按照BCM計(jì)算,▲IL取2Iout,然后再作微調(diào)。另外Ton應(yīng)該按照Vout/(Vin*fs)來(lái)計(jì)算。

樓主好,▲IL2Iout計(jì)算,感量為561.6uH,計(jì)算過(guò)程如貼圖。我有三處問(wèn)題不解,(1)規(guī)格書中強(qiáng)調(diào)當(dāng)Iout>0.5*ILIMT_MAX電感需要工作于CCM模式,▲IL2Iout是BCM模式的計(jì)算條件,BCM模式下計(jì)算的電感工作于CCM模式會(huì)不會(huì)出問(wèn)題?另外規(guī)格書中還注明按規(guī)格書所列公式計(jì)算時(shí),ILIMT_MAX取下限值,即640mA。設(shè)計(jì)要求的輸出500mA>0.5*ILIMT_MAX=320mA,按規(guī)格書所說(shuō)電感應(yīng)該工作于CCM模式啊。(2)經(jīng)常算變壓器知道,輸入最低時(shí),變壓器工況越惡劣。buck電感卻在最高輸入下計(jì)算,有什么特殊原因嗎?(3)電感紋波電流計(jì)算值與實(shí)際測(cè)得值相符嗎?第一次做buck方案,不清楚電感的計(jì)算環(huán)節(jié)。樓主指點(diǎn)一二,小弟萬(wàn)分感謝!

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2022-10-17 17:16
@東漢集團(tuán)
樓主好,▲IL取2Iout計(jì)算,感量為561.6uH,計(jì)算過(guò)程如貼圖。我有三處問(wèn)題不解,(1)規(guī)格書中強(qiáng)調(diào)當(dāng)Iout>0.5*ILIMT_MAX電感需要工作于CCM模式,▲IL取2Iout是BCM模式的計(jì)算條件,BCM模式下計(jì)算的電感工作于CCM模式會(huì)不會(huì)出問(wèn)題?另外規(guī)格書中還注明按規(guī)格書所列公式計(jì)算時(shí),ILIMT_MAX取下限值,即640mA。設(shè)計(jì)要求的輸出500mA>0.5*ILIMT_MAX=320mA,按規(guī)格書所說(shuō)電感應(yīng)該工作于CCM模式啊。(2)經(jīng)常算變壓器知道,輸入最低時(shí),變壓器工況越惡劣。buck電感卻在最高輸入下計(jì)算,有什么特殊原因嗎?(3)電感紋波電流計(jì)算值與實(shí)際測(cè)得值相符嗎?第一次做buck方案,不清楚電感的計(jì)算環(huán)節(jié)。樓主指點(diǎn)一二,小弟萬(wàn)分感謝![圖片][圖片]

抱歉,這些天沒(méi)看論壇,回復(fù)晚了。

1.按照規(guī)格書來(lái)看,是工作在CCM模式的,之前你按照10%的紋波率所以計(jì)算出來(lái)電感量很大,建議按照20%~40%紋波率去計(jì)算,這樣電感量小很多。

2.BUCK電路在最高輸入電壓下,占空比最小,峰值電流最大,所以此時(shí)計(jì)算的電感量為最小值,選型時(shí)選擇的電感量大于此值。

3.理論計(jì)算與實(shí)際測(cè)試有誤差,但是誤差不大。根據(jù)你的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)去反推理論計(jì)算也是能夠吻合的。

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2022-10-21 10:32
@勤勞善良的高
抱歉,這些天沒(méi)看論壇,回復(fù)晚了。1.按照規(guī)格書來(lái)看,是工作在CCM模式的,之前你按照10%的紋波率所以計(jì)算出來(lái)電感量很大,建議按照20%~40%紋波率去計(jì)算,這樣電感量小很多。2.BUCK電路在最高輸入電壓下,占空比最小,峰值電流最大,所以此時(shí)計(jì)算的電感量為最小值,選型時(shí)選擇的電感量大于此值。3.理論計(jì)算與實(shí)際測(cè)試有誤差,但是誤差不大。根據(jù)你的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)去反推理論計(jì)算也是能夠吻合的。

樓主客氣了,您能回復(fù)我已經(jīng)萬(wàn)分感激了。你的選型計(jì)算文檔(如截圖1)我又仔細(xì)的看了一遍,當(dāng)按10%紋波電流來(lái)算時(shí),K取值為0.2(因?yàn)榧y波是上下波動(dòng),紋波率取10%時(shí),即相當(dāng)于紋波電流波動(dòng)幅度為20%,K按紋波電流波動(dòng)幅度來(lái)取值;依些類推,當(dāng)紋波率按20%~40%計(jì)算時(shí),K值取0.4~0.8,不知對(duì)否);如截圖2所列公式,在BCM模式下,K取值為2,是不是在BCM模式下,K取值固定為2啊。

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2022-10-21 13:49
@東漢集團(tuán)
樓主客氣了,您能回復(fù)我已經(jīng)萬(wàn)分感激了。你的選型計(jì)算文檔(如截圖1)我又仔細(xì)的看了一遍,當(dāng)按10%紋波電流來(lái)算時(shí),K取值為0.2(因?yàn)榧y波是上下波動(dòng),紋波率取10%時(shí),即相當(dāng)于紋波電流波動(dòng)幅度為20%,K按紋波電流波動(dòng)幅度來(lái)取值;依些類推,當(dāng)紋波率按20%~40%計(jì)算時(shí),K值取0.4~0.8,不知對(duì)否);如截圖2所列公式,在BCM模式下,K取值為2,是不是在BCM模式下,K取值固定為2啊。[圖片][圖片]

這里有個(gè)紋波的定義需要明確一下,紋波是p-p值,所以我文檔里寫錯(cuò)了,紋波20%即K=0.2。

CCM模式下可以選擇合適的紋波,紋波與電感量?jī)烧咝枰壑锌紤],計(jì)算時(shí)取K=0.2-0.4。BCM模式下,看波形就可以推導(dǎo),K是等于2的。

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lishuai110
LV.4
26
2022-10-21 14:22

期待繼續(xù)更新

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2022-10-21 16:10
@勤勞善良的高
這里有個(gè)紋波的定義需要明確一下,紋波是p-p值,所以我文檔里寫錯(cuò)了,紋波20%即K=0.2。CCM模式下可以選擇合適的紋波,紋波與電感量?jī)烧咝枰壑锌紤],計(jì)算時(shí)取K=0.2-0.4。BCM模式下,看波形就可以推導(dǎo),K是等于2的。

假設(shè)紋波電流40%時(shí),即K=0.4,算得電感感量為2.8mH。剛剛我找原廠要了一份Demo資料,Demo輸入AC175-265V,輸出DC24V/0.5A,電路圖與電感參數(shù)如截圖1、截圖2。Demo資料顯示電感N1繞組感量為1mH,原廠設(shè)計(jì)有點(diǎn)特殊,他將電感分為兩個(gè)繞組,且只測(cè)N1繞組的感量(因手上無(wú)實(shí)物,無(wú)法將兩個(gè)繞組串聯(lián)起來(lái)測(cè)實(shí)際感量;依經(jīng)驗(yàn)估摸著兩個(gè)繞組串聯(lián)起來(lái)感量應(yīng)該也就1.3mH左右)。我算得感量2.8mH,Demo總感量1.3mH(姑且認(rèn)為這么多)也能正常工作在CCM模式,感量相差1.5mH,差異為啥那么大,我還有哪個(gè)地方?jīng)]有考慮到啊。求樓主解惑,小弟跪謝。

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2022-10-21 16:12
@lishuai110
期待繼續(xù)更新

技術(shù)上的問(wèn)題多請(qǐng)教,多交流才能進(jìn)步地快,也期待你能積極參與討論。相互學(xué)習(xí),相互提高。

0
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2022-10-22 20:25
@東漢集團(tuán)
假設(shè)紋波電流40%時(shí),即K=0.4,算得電感感量為2.8mH。剛剛我找原廠要了一份Demo資料,Demo輸入AC175-265V,輸出DC24V/0.5A,電路圖與電感參數(shù)如截圖1、截圖2。Demo資料顯示電感N1繞組感量為1mH,原廠設(shè)計(jì)有點(diǎn)特殊,他將電感分為兩個(gè)繞組,且只測(cè)N1繞組的感量(因手上無(wú)實(shí)物,無(wú)法將兩個(gè)繞組串聯(lián)起來(lái)測(cè)實(shí)際感量;依經(jīng)驗(yàn)估摸著兩個(gè)繞組串聯(lián)起來(lái)感量應(yīng)該也就1.3mH左右)。我算得感量2.8mH,Demo總感量1.3mH(姑且認(rèn)為這么多)也能正常工作在CCM模式,感量相差1.5mH,差異為啥那么大,我還有哪個(gè)地方?jīng)]有考慮到啊。求樓主解惑,小弟跪謝。[圖片][圖片]

第一次看到這樣的原理圖,T1A不知道什么作用。

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dy-n66BzSV7
LV.6
30
2022-10-23 15:43

需要增加隔離解決方案么

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2022-10-23 16:52
@勤勞善良的高
第一次看到這樣的原理圖,T1A不知道什么作用。

謝謝樓主回復(fù),我自己再結(jié)合你發(fā)的資料消化一下。祝樓主工作開(kāi)心,生活愉快!

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