本篇就BUCK降压型电路设计过程作一个梳理,将各个元器件参数的计算方法汇总起来分享给各位工程师朋友,一为防止自己忘记,二为新手工程师朋友提供参考。本篇以OC5021B的原理图来讲解,其实各家芯片的外围设计很类似,完全可以根据芯片规格书类推。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/6d19180c56f09f9ef82391fd56049b77.jpeg)
第一步:功率电感计算
- 1.明确输入电压Vin,输出电压Vout,取合适的开关频率Fs,一般取50KHZ-1MHZ,具体视芯片而定;
- 2.确定占空比D。由规格书可知该芯片通过TOFF脚电容设定固定关断时间Toff,假设开通时间Ton,根据“伏秒法则”则有:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f5bada9f4f4dcced8d01895a33218751.jpeg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ac480fff1310e9aeef17c997f7e4ad94.jpeg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/9fe2f44f2b03d9d053fbdcca57716060.jpeg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/985dcdb4cc9f1ade29a5184676af9a81.jpeg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/44b3d941e37cc9c20684f1c620ddc9e9.jpeg)
- 6.计算电感有效值电流IL-rms与电感铜损功率,根据发热量来计算电流有效值:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/12bde066255aefca65533218b18f586b.jpeg)
第二步:MOS选择
- 1.明确最高输入电压Vin-max,MOS耐压选择:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b08b7d0a4be38ca96f6df2264a147f77.jpeg)
- 2.MOS耐电流选择。在Ton阶段,MOS与功率电感串联构成闭合回路,此时Iq-max=Ipk,在Toff阶段,MOS关断,此时Iq为零,因此选择MOS时电流应满足:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/75080ade662624a8c059df1a37ae336b.jpeg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/42834af36f83a60d2d24afba682bf7d5.jpeg)
第三步:续流二极管选择
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/0212878510bee9e9c52ea6b2578206a7.jpeg)
- 2.耐电流选择。与MOS电流类似,在Toff阶段,功率电感放电电流流经续流二极管,此时Id-max=Ipk,在Ton阶段,二极管截止,Id为零,因此选择MOS时电流应满足:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e35108e0781d21910a31cb2afe2dfc36.jpeg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ea409539b9b098a7a0cdb96148a4fa60.jpeg)
第四步:输入电容选择,输入电容主要影响输入电压纹波,纹波的产生主要有两方面,电容充放电荷和寄生等效串联电阻ESR。电容容量越大、ESR越小,导致输入电压纹波越小,性能也就越好,但是成本越高,因此设计时需要综合性能与成本折中考虑。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d0001e489c40d7328b44357a45c789f8.jpeg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/68205da393993153c47be3375e1186c6.jpeg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/12694560055226ca4fb991723f100fcc.jpeg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/5217f653567d18625c59f672eae5f842.jpeg)
由以上两部分计算可以汇总下面公式:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/29358c6ce7ff6dd4d32c624489c2e626.jpeg)
第五步:输出电容选择,同输入端电容计算类似,也分电容充放电荷和寄生等效串联电阻ESR两部分计算。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ce8b923212a49dc54d0828c822c21815.jpeg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f9d54ce469aa6c7faedc4f04d19ae8a6.jpeg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/fb23c21bc73fb7f3daf845160d6f6d36.jpeg)
由以上两部分计算可以汇总下面公式:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f8ad6bd17bcb393b7d542c14ba4aced7.jpeg)
第六步:采样电阻计算,分为两种情况——峰值电流检测和平均电流检测,OC5021B采用的是峰值电流检测方式,采样电阻要求高精度,可以采用多颗电阻并联的方式得到合适的阻值及提高精度。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/2689c197c5349fd695f5b7d6761e4172.jpeg)
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ab69ec67eb24f1a27ee9e29b540e9f46.jpeg)
第七步:启动电阻计算,考虑到外界环温变化及电阻本身的误差,设计时应按照Ivddmin*1.2≤Ivdd≤Ivddmax*0.8的原则,则有下式,当Vin与VDD电压差较大时,可考虑使用多颗电阻串联增加耐压。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/8ab625d4933a8b07ff1acbb7ff57143b.jpeg)
第八步:MOS驱动电路设计,本次选择直接驱动的方式,如果在MOS Ciss很大的应用中可以使用推挽的方式驱动。
![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/78fcae2b032f4c09c83e3942f99478f2.jpeg)
本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)