BUCK变换器设计
1设计目的及解决方案
11问题的提出此次设计的目的是针对给定的特定题目要求,设计一个BUCK变换器DCDC变换器,使其实现输入电压为DC28V±10时,输出电压为DC12V,输出电流为2A,电压纹波为1。12设计方案此次设计主要是针对BUCK变换器的主电路进行设计,所选择的全控型器件为PMOSFET。查阅相关资料,可以使用以脉宽调制器SG3525芯片为主的控制电路来产生PWM控制信号,从而来控制PMOSFET的通断。然后通过设计以IR2110为主芯片的驱动电路对PMOSFET进行驱动,电路需要使用两个输出电压恒定为15V的电源来驱动两个芯片工作。
图11总电路原理框图
f同时采用电压闭环,将输出电压进行分压处理后将其反馈给控制端,由输出电压与载波信号比较产生PWM信号,达到负反馈稳定控制的目的,得到电路的原理框图11所示。
2电路基本结构及降压原理
21电路基本结构下图12所示为BUCK型DCDC变换器的基本结构,此电路主要由虚线框内的全控性开关管T和续流二极管D以及输出滤波电路LC构成。对开关管T进行周期性的通、断控制,便能将直流电源的输入电压Vs变换成为电压Vo输出给负载。
图21Buck变换器的电路结构22电路降压原理在一个开关周期Ts期间对开关管T施加如图11(b)所示的驱动信号VG,在To
期间,VG0,开关管T处于通态,若忽略其饱和压降,输出电压Uo等于输入电压;在Toff期间,VG0,开关管T处于断态,若忽略开关管的漏电流,输出电压为0。开关管T导通时
f间与周期Ts的比值称为占空比D,即DTo
Ts。因此VoDVs,所以可以通过调节占空比D的大小,便可调节输出直流电压的大小,从而也就达到了降压的目的。
3BUCK变换器参数设计
31Buck变换器性能指标
输入电压:Vi
DC28V±10;输出性能:VoutDC12V、Io2A;Iout01A时,电感电流临界连续。电压纹波:1。
32Buck变换器主电路设计
321占空比D计算
根据Buck变换器的性能指标要求及Buck变换器输入输出电压
之间的关系求出占空比的变化范围:
Dmi
Vo
Vmax
12308
039
Dmax
Vo
Vmi
12252
048
因此可以得出占空比的取值范围为039048。
322工作频率选择
此次设计中考虑到购买器材、设计方便等多方面因素,选取的频
f率为fs100kHz。323滤波电感L计算
变换器轻载时,如果工作在电流连续区,那么为了保持一定的输
出电压,占空比大为减小,也就是说开关管导通时间很短。如果这个
时间小于开关管的存储时间与最小控制时间之和,变换器的输出将出
现失控或输出纹波加大,因此希望变换器工r