分立式BUCK电路原理与制作持续更新

news2024/11/23 7:18:07

一、分立式BUCK电路总体原理图

下面改图包含了电压环和电流环。

 二、BUCK电路与LDO的区别

 LDO不适合在压差大的环境下使用,因为三极管因为CE极承受了压差,压差越大损耗的功率就越大,将三极管换成MOS管,MOS管两端的压差很小所以效率很高功耗很小。

三、BUCK电路为什么要加电感

 当MOS管闭合以后,310V源通过MOS管给电容C2充电,MOS管导通以后,DS极电阻在毫欧级,电阻很小,那么红线这条充电回路就相当于310V电源直接给电容C2充电,这样的话,是不行的,充电电流就会很大,要限制电流不能很大,如果使用电阻限流也是不行的,串电阻,电阻上会有功耗。

所以采样加电感的方法,加电感使得电流不能突变

四、BUCK电路要加续流二极管

 当MOS管导通的时候,310V电源给负载供电,同时给电容C2充电,当电容C2上的电压达到一定程度的时候,我们就要关断MOS管了。

MOS管断开以后,电容C2给负载提供能量,此时电容C2上的电压会下降。

上面的电路有一个问题,电感不能断路,因为电感中的电流不能突变,如果电感电流突变的话,电感两端就会产生感应电动势就会产生一个很高的电压,这个高压会损坏电路中其他器件。

下图就是我之前测试拿掉续流二极管电感两端产生的电压。

 

 我们把二极管加到这个位置的话,就给电感提供了续流回路了。

这个电路结构,就是我们BUCK电路的拓扑结构了。

五、BUCK电路导通与断开的回路

 当MOS管导通的时候,310给电感,电容,负载供电,当电容电压达到15V的时候MOS管断开。

 二极管不仅给电感提供了续流回路,而且电感续流的时候还会给负载和输出电容C2供电,如果负载电流很大的话,电容也会给负载供电。

六、电源公式的中的几个表示方式

对于BUCK电路来说,降压是通过电感的能量传递来实现的,电感是承担能量传递工作的,理想电感是不消耗能量的,所以BUCK电源的效率比较高

对于电源来说,有输入功率和输出功率

1、输入功率用Pin表示

2、输出功率用Po表示

3、电源的效率公式:电源的效率就等于Po/Pin,电源的效率就等于输出功率除以输入功率

4、电感中存储的能量是W=1/2*L*I*I

七、BUCK电路基本电路的几个点位电压

 当MOS管导通的时候,A点的电位是310V

 当MOS管断开的时候,A点的电位是是-0.7V

对于二极管D来说,它的导通压降是0.7V,而二极管的正端连接的是GND,那么二极管的正端电压是0V,所以二极管的负端电压是-0.7V。

八、MOS管在不断开关过程中会导致干扰

当MOS管在不断开关开关的过程中,A点的电位就会在-0.7V和310V之间来回变化,A点的电位在-0.7V到310V之间来回变化,会导致A点电压在-0.7V到310V之间来回变化,就产生了dv/dt,也就是电压的变化速度极快,而dv/dt就是电路中的干扰源,也就是BUCK电路是存在干扰的。

九、BUCK电路中的电感是如何工作的

电感是BUCK电路中传递能量的器件,电感中存储的能量是W=1/2*L*I*I,也就是说,电感中存储的能量  正比于  电感电流的平方,L表示电感的感量,I是电感中流过的电流,也就是说,当电感中没有电流的时候,电感存储的能量等于0,电感中的电流越大,电感存储的能量也就越大

 当MOS管导通的时候,310V的电源通过电感给负载供电,同时也给输出电容C2充电,此时电感中流过的电流是慢慢变大的也就是电感中存储的能量慢慢变大。

我们假设电感中的初始电流等于0,也就是电感初始能量等于0,当MOS管导通以后,310V的电源通过电感来给输出电容C2充电,同时给负载供电,此时电感中的电流是从0开始变大的,而且,如果我们假设BUCK的输出电压Uo保持在15V不变,也就是B点电压为15V不变,而A点电压等于310V不变,所以电感两端的压差是不变的,电感两端的电压U=310V-15V=295V。而对于电感来说U=L*di/dt,也就是U=L*di/dt=295V,所以di/dt=U/L=295V/L。得到了一个结论MOS管导通期间,di/dt不变。di/dt就是电流变化速度,也就是电流变化斜率,在MOS管导通期间,电感中的电流变化速度是不变的,电流的大小是变化的,但是电流的变化速度是不变的。

 电感电流的曲线应该是一条笔直的直线,如果电流的变化速度不变,那么相同的时间内,电流的增加量不变,所以电流是一条直线

用ton表示MOS管导通的时间段

用toff表示MOS管断开的时间段

假设电感的初始电流等于0,电感中的能量W=1/2*I*I,电感中存储的能量也从0开始慢慢变大

 当MOS管断开的时候,假设输出电压Uo=15V保持不变,那么电感两端的电压是不是也保持不变,MOS管断开的时候,电感在续流,A点保持-0.7V,Uo保持15V,所以电感两端的压差保持不变,所以电感中电流的斜率也不变。

 在toff期间,电感中的电流减小的曲线也是一条直线,正常来说充电和放电的斜率是不相同的。

在toff期间,电感中的电流减小,所以电感中存储的能量也减小,所以在MOS管断开期间,电感是释放能量的。

在上图中,电感的初始电流为0,在ton期间,电感存储的能量是W  = 1/2*L*i*i  - 1/2*L*0*0  =   1/2*L*i*i,是t1时刻的能量减去0时刻的能量,

同样的道理,在MOS管断开期间,也就是toff期间,电感中能量的变化量是

W   =   1/2*L*0*0   -   1/2*L*i*i  =  -1/2*L*i*i

MOS管导通期间(也就是ton期间)电感存储起来的能量就等于MOS管断开期间(也就是toff期间)电感释放的能量,MOS管导通的时候,电感存储起来了W能量,MOS管断开的期间内,电感又把这W的能量释放了,所以,BUCK电路中,电感只是起到了能量传递的作用

 也就是说,在MOS管导通的期间内,电感从310V电源拿了W的能量,在MOS管断开的期间,电感又把从310V电源拿的那W的能量全部释放了,这W的能量,电感只是接了一下手,电感并没有产生能量,也没有消耗能量,只是传递了一下能量,上面的情况,就是BUCK电路稳定工作的电感的情况。

 上图当电感充的能量大于放的能量的时候,每个周期结束的时候,电感中的能量都要增加,这样的话,电感中能量会越来越大,经过若干个这样的周期以后,电感中的电流就会越来越大,最终超过饱和电流,电感就会饱和了,这样的话,BUCK电路就会出现问题了,所以,我们BUCK电路正常工作的时候,电感在每个周期充的能量和放的能量是相等的。
 

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/850818.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

Linux安装配置nginx+php搭建以及在docker中配置

Linux安装配置nginxphp搭建以及在docker中配置 文章目录 Linux安装配置nginxphp搭建以及在docker中配置1.nginx源码包编译环境和安装相应的依赖1.1 安装编译环境1.2 安装pcre库、zlib库和openssl库 2.安装nginx2.1 在[nginx官网](https://nginx.org/en/download.html)上获取源码…

uni-app 封装api请求

前端封装api请求 前端封装 API 请求可以提高代码的可维护性和重用性,同时使得 API 调用更加简洁和易用。 下面是一种常见的前端封装 API 请求的方式: 创建一个 API 封装模块或类:可以使用 JavaScript 或 TypeScript 创建一个独立的模块或类来…

解决mysql常见错误,安装mysql提示Install/Remove of the service Denied!/显示无法启动/服务名无效

​​​​​1.概述问题 1.1 在安装mysql中提示Install/Remove of the service Denied! 1.2 MySQL 服务没有加载到电脑上时,有以下原因: 1.2.1 端口被占用,需要更改端口,也可以卸载重装mysql。 1.2.2 启动 MySQL 服务是就会提示 服务…

vue3中使用vue-simple-uploader

vue-simple-uploader本身是基于vue2的,直接npm i vue-simple-uploader -S下载下来版本的是0.7.6。在vue3中无法使用会报错。 解决:使用next安装接下来要发布的版本就会下载1.0.1版本,即可使用vue3 npm i vue-simple-uploadernext -S 注意&…

安全杂记 - Linux文本三剑客之awk

目录 1.什么是AWK2.正则表达式3.语法4.内置变量示例printf命令5.复现awk经典实例(1).插入几个新字段(2).格式化空白(3).筛选IPv4地址(4).筛选给定时间范围内的日志 1.什么是AWK awk、grep、sed是linux操作文本的三大利器,合称文本三剑客。三者的功能都是处理文本&a…

java+springboot+mysql校园通讯录管理系统

项目介绍: 使用javaspringbootmysql开发的校园通讯录管理系统,系统包含超级管理员、管理员、用户角色,功能如下: 超级管理员:管理员管理;部门管理;用户管理;留言管理;公…

4.时间与窗口

4.1 时间类型 在Flink中定义了3种时间类型: 事件时间(Event Time):事件的发生事件,数据本身自带时间字段。处理时间(Processing Time):计算引擎处理时的系统时间。和摄取时间(Inge…

golang协程池(goroutine池)ants库实践

golang中goroutine由运行时管理,使用go关键字就可以方便快捷的创建一个goroutine,受限于服务器硬件内存大小,如果不对goroutine数量进行限制,会出现Out of Memory错误。但是goroutine泄漏引发的血案,想必各位gopher都经历过&#…

分布式任务调度平台XXL-JOB学习笔记-helloworld运行

环境:win10 eclipse java17 mysql8.0.17 xxl-job 2.4 源码:https://github.com/xuxueli/xxl-job/ 导入时按Existing Maven Projects导入,先导入xxl-job-admin(管理平台)和xxl-job-executor-sample-springboot&#x…

帆软设计器大坑:导出的模板会改变数据集的类型

今天早上在调试一个帆软决策报表(*.frm)中的可视化图表。无意中发现之前自己做的数据源变成了内置数据源(ps.不会更新的静态数据)。 查看了原来复制用的模板: 另存为模板(含数据),放…

LVS-DR模式集群构建过程演示

一、工作原理 LVS的工作原理 1.当用户向负载均衡调度器(Director Server)发起请求,调度器将请求发往至内核空间 2.PREROUTING链首先会接收到用户请求,判断目标IP确定是本机IP,将数据包发往INPUT链 3.IPVS是工作在IN…

THS4301 振荡问题排查及解决过程

项目背景简介: 本项目是基于一款微弱信号处理前级模拟电路设计方案。 问题描述: 在生产标定中,发现以前的程序在小量程标定后,切换到差分和单端后,两者的直流偏置不一样,且切换到差分输入时,能发现有振荡现象(有设备单端输入也有振荡); 排查分析过程: 1)首先可以…

车云一体化系统基础理论

车云一体化系统基础理论 介绍目标正文 参考文档 介绍 最近在调研车云链路一体化的整套解决方案,涉及分布式消息队列(RocketMQ)、分布式存储(Doris)、离线数据处理(Spark)、用户行为日志分析&am…

二级python和二级c哪个简单,二级c语言和二级python

大家好,小编为大家解答二级c语言和二级office一起报可以吗的问题。很多人还不知道计算机二级c语言和python哪个好考,现在让我们一起来看看吧! 介绍Python有很多库和使用Qt编写的接口,这自然创建c调用Python的需求。一路摸索,充满艰辛的添加头…

机器学习笔记:李宏毅ChatGPT:生成式学习的两种策略

1 策略1 “各个击破”——autoregressive model “各个击破”——一个一个生成出来 2 策略2 : “一次到位”——non-autoregressve model 一步到位,全部生成出来 2.1 non-autoregressive model 如何确定长度? 两种策略 策略1:始…

Android OkHttp源码分析--分发器

OkHttp是当下Android使用最频繁的网络请求框架,由Square公司开源。Google在Android4.4以后开始将源码中 的HttpURLConnection底层实现替换为OKHttp,同时现在流行的Retrofit框架底层同样是使用OKHttp的。 OKHttp优点: 1、支持Http1、Http2、Quic以及Web…

MySQL多实例下安装不同的版本

MySQL多版本安装 主要步骤: 1. 在/etc/my.cnf 配置中,更改对应配置。相对于同一版本多实例需要配置的参数,不同版本多实例需要多配置basedir参数,指向mysql的解压目录。 2. 初始化数据目录。进入对应解压的MySQL目录&#xff…

Transformer理论学习

Transformer出自于论文《attention is all you need》。 一些主流的序列模型主要依赖于复杂的循环结构或者CNN,这里面包含了编解码器等。而Transformer主要的结构是基于注意力机制,而且是用多头注意力机制去替换网络中的循环或者CNN(换言之就是transfor…

一篇文章带你彻底了解Java Object类

一篇文章带你彻底了解Java Object类 ​ 在Java的世界中,有一个神秘的存在,它是所有类的根基,无所不在,无所不知。它就是——Object类。本文将带你深入探索Java中这个神秘之源,解密Object类的奥秘,让你更好…

粒子群算法运行时间太长怎么办?—教你一招降低94%的运行时间

不管是初学者还是精通智能优化算法(粒子群算法,遗传算法等)的朋友,相信你们都对智能优化算法运行之慢深有体会,对于比较复杂的问题,经常出现运行一次几小时,调试一次几小时的情况。调试了这么多年代码,智能…