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關(guān)于電感型DC/DC轉(zhuǎn)換器電路的設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2012-11-26 責(zé)任編輯:Lynnjiao

【導(dǎo)讀】在電感型DC/DC轉(zhuǎn)換器電路中,閉合開關(guān)會(huì)引起通過電感的電流增加。打開開關(guān)會(huì)促使電流通過二極管流向輸出電容。因儲(chǔ)存來(lái)自電感的電流,多個(gè)開關(guān)周期以后輸出電容的電壓升高,結(jié)果輸出電壓高于輸入電壓。

決定電感型升壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出電壓的因素是什么?

在圖2所示的實(shí)際電路中,帶集成功率MOSFET的IC代替了機(jī)械開關(guān),MOSFET的開、關(guān)由脈寬調(diào)制(PWM)電路控制。輸出電壓始終由PWM占空比決定,占空比為50%時(shí),輸出電壓為輸入電壓的兩倍。將電壓提高一倍會(huì)使輸入電流大小達(dá)到輸出電流的兩倍,對(duì)實(shí)際的有損耗電路,輸入電流還要稍高。

電感值如何影響電感型升壓轉(zhuǎn)換器的性能?

因?yàn)殡姼兄涤绊戄斎牒洼敵黾y波電壓和電流,所以電感的選擇是感性電壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。等效串聯(lián)電阻值低的電感,其功率轉(zhuǎn)換效率最佳。要對(duì)電感飽和電流額定值進(jìn)行選擇,使其大于電路的穩(wěn)態(tài)電感電流峰值。

電感型升壓轉(zhuǎn)換器IC電路輸出二極管選擇的原則是什么?

升壓轉(zhuǎn)換器要選快速肖特基整流二極管。與普通二極管相比,肖特基二極管正向壓降小,使其功耗低并且效率高。肖特基二極管平均電流額定值應(yīng)大于電路最大輸出電壓。

簡(jiǎn)化的電感型DC-DC轉(zhuǎn)換器電路
圖1:簡(jiǎn)化的電感型DC-DC轉(zhuǎn)換器電路 
 

怎樣選擇電感型升壓轉(zhuǎn)換器IC電路的輸入電容?

升壓調(diào)節(jié)器的輸入為三角形電壓波形,因此要求輸入電容必須減小輸入紋波和噪聲。紋波的幅度與輸入電容值的大小成反比,也就是說(shuō),電容容量越大,紋波越小。如果轉(zhuǎn)換器負(fù)載變化很小,并且輸出電流小,使用小容量輸入電容也很安全。如果轉(zhuǎn)換器輸入與源輸出相差很小,也可選小體積電容。如果要求電路對(duì)輸入電壓源紋波干擾很小,就可能需要大容量電容,并(或)減小等效串聯(lián)電阻(ESR)。

在電感型升壓轉(zhuǎn)換器IC電路中,選擇輸出電容時(shí)要考慮哪些因素?

輸出電容的選擇決定于輸出電壓紋波。在大多數(shù)場(chǎng)合,要使用低ESR電容,如陶瓷和聚合物電解電容。如果使用高ESR電容,就需要仔細(xì)查看轉(zhuǎn)換器頻率補(bǔ)償,并且在輸出電路端可能需要加一額外電容。

實(shí)際電路
圖2:實(shí)際電路
 

進(jìn)行電感型升壓轉(zhuǎn)換器IC電路布局時(shí)需要考慮哪些因素?

首先,輸入電容應(yīng)盡可能靠近IC,這樣可以減小影響IC輸入電壓紋波的銅跡線電阻。其次,將輸出電容置于IC附近。連接輸出電容的銅跡線長(zhǎng)會(huì)影響輸出電壓紋波。第三點(diǎn)是,盡量減小連接電感和輸出二極管的跡線長(zhǎng)度,減小功耗并提高效率。最后一點(diǎn)是,輸出反饋電阻遠(yuǎn)離電感可以將噪聲影響降至最小。

電感型升壓轉(zhuǎn)換器應(yīng)用在哪些場(chǎng)合?

電感型升壓轉(zhuǎn)換器的一個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域是為白光LED供電,該白光LED能為電池供電系統(tǒng)的液晶顯示(LCD)面板提供背光。在需要提升電壓的通用直流-直流電壓穩(wěn)壓器中也可使用。

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