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  • 本文将着重讲解UC3843A升压电路中振荡频率和占空比的确定方法,其升压方法采用Boost电路,UC3843A的Boost升压电路参考原理图,如下图所示。 The oscillator frequency is programmed by the values chosen for the...

    本文将着重讲解UC3843A升压电路中振荡频率和占空比的确定方法,其升压方法采用Boost电路,UC3843A的Boost升压电路参考原理图,如下图所示。


    在这里首先需要和大家说的是,振荡频率由RT和CT决定,且只有RT决定最大占空比。RT/CT引脚内部电路如下图所示,电平在1.2V到2.8V之间,Idischg是8.3mA,其最大振荡频率可达250KHz。



    下面给出最大占空比的计算公式,如下图。


    该表达式中,大部分都为常量,我们用这些常量替代这个公式,可以得到下图所示的公式,其中RT以K欧计。


    使用Excel带入常用的电阻阻值,可得到下表,红色表示RT的阻值以K欧计,绿色是计算出来的占空比,有了这个表,我们就可以根据不同的占空比,选择不同的阻值了。在这里需要说明的是为什么要限制最大占空比?这就是要保证你所输出的电压有个最大的极限值,无论你如何调整电路上的参数,输出的电压也不会超过此值,以保证对负载的安全性。大部分经典的升压电路,均选择15K欧。


    得到了RT的阻值后,我们就可以进一步确定CT的容值了,计算公式如下。


    按照计算RT同样的方法,我们先对该公式进行化简。


    接下来我们计算RT为15K时,电容与频率的关系,其Excel表,如下所示,红色表示电容的容值,绿色表示频率。由于增加频率,可以减小电感感量,所以选择1nF的电容比较合适。


    总结:本文从UC3843A的内部原理,给大家讲解了RT和CT的取值方法,如果对输出电压的最大幅值没有特定的限制,选择RT为15K,CT为1nF是比较合适的。在这里还需注意的是并不是你这样选择了就可以得到最高的输出电压,这里还和电感的感量,以及UC3843A的反馈,MOS管的选取有关,我将在后需的文章中,再给大家逐一阐述。


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  • DC-DC升压电路 boost

    2013-11-14 22:33:52
    介绍DC-DC升压原理,以及占空比的计算,电感,电容的取值分析等
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    boost输出电压,在稳定后,可以反推出占空比:

    但并不是说占空比决定输出电压,在占空比固定的情况下,输出电压跟负载情况也有关系

    占空比,电感量,输入电压定了之后,每个周期内电感电流的增量是固定的,也就是说,电感在每个周期内的最大储能能力是固定的。如果负载太大,在管子开通期间,消耗负载消耗了太多电容能量,导致电压降低的厉害,在管子关闭期间,虽然给电容充电,但是,但是充电量没有开通期间消耗的多,这样每个周期电容电压降低一点,最后到达以个新的平衡。此时的平衡电压已经不是上面公式计算对应的电压了。

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  • boost电路升压斩波电路,其输出电压比输入电压高。boost电路是电子电路设计一种较为常见的电路设计方式。那么boost电路原理是怎样的呢?一个最简单的Boost电路可以只有五个元器件组成:电源、电感、电容、二极管和...

    boost电路是升压斩波电路,其输出电压比输入电压高。boost电路是电子电路设计一种较为常见的电路设计方式。那么boost电路原理是怎样的呢?一个最简单的Boost电路可以只有五个元器件组成:电源、电感、电容、二极管和一个开关。如果单独将电感或电容连接到电源两端,它们都能够将电能以种种形式储存起来。这是怎么回事呢?下面贤集网小编为大家介绍boost电路工作原理、参数计算、占空比相关知识。

    boost电路前言

    开关电源最常见的三种结构布局是降压(buck)、升压(boost)和降压–升压(buck-boost),这三种布局都不是相互隔离的。boost升压电路,the boost converter(或者叫step-up converter),是一种常见的开关直流升压电路,它可以使输出电压比输入电压高。

    DCDC电源类型分为2种,一种是隔离性,一种是非隔离型。隔离型DCDC的意思是输出的GND和输入的GND是无关系的,也成为悬浮电源。常见的DC-DC芯片大都是非隔离型的。隔离性的电源,是双向,也叫做升压降压类型,非隔离型的,分为boost和buck两种。

    boost电路工作原理

    当电感被连接到电源两端的时候,电流流过电感,这个过程会在电感周围产生感生磁场,当电流稳定之后,其磁场也趋于稳定。若我们将电源撤掉,磁场将会在线路中产生一个方向相反的电动势,其值可能大于原电源的电动势。明白了这两点,Boost电路的最基本原理也就不难分析了。

    boost电路工作原理图一

    boost电路工作原理图二

    boost电路工作原理图三

    在这样的一个电路中,如果我们闭合开关,电源将对电感充电,电能转化为电感上的磁场能量。而当我们打开开关,电感上的磁场将转化为电能,通过右侧的二极管向电容充电。而对于电容来说,其电压将取决于电源电压和电感的充电过程,在开关打开的时候,为其供电的除了电源,还有电感中的能量,因此其电压将高于原电源电压。如果这个过程不断地往复下去,我们就能够在电容两端得到高于电源电压的输出电压。

    BOOST升压电路参数计算

    已知参数:

    输入电压:12V---Vi

    输出电压:18V---Vo

    输出电流:1A---Io

    输出纹波:36mV---Vpp

    工作频率:100KHz---f

    1、占空比

    稳定工作时,每个开关周期,导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少,即Vi*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有

    don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入,don=0.572

    2、电感量

    先求每个开关周期内电感初始电流等于输出电流时的对应电感的电感量

    其值为Vi*(1-don)/(f*2*Io),参数带入,Lx=38.5uH,

    deltaI=Vi*don/(L*f),参数带入,deltaI=1.1A

    当电感的电感量小于此值Lx时,输出纹波随电感量的增加变化较明显,

    当电感的电感量大于此值Lx时,输出纹波随电感量的增加几乎不再变小,由于增加电感量可以减小磁滞损耗,另外考虑输入波动等其他方面影响取L=60uH,

    deltaI=Vi*don/(L*f),参数带入,deltaI=0.72A,

    I1=Io/(1-don)-(1/2)*deltaI,I2=Io/(1-don)+(1/2)*deltaI,

    参数带入,I1=1.2A,I2=1.92A

    3、输出电容:

    此例中输出电容选择位陶瓷电容,故ESR可以忽略

    C=Io*don/(f*Vpp),参数带入,

    C=99.5uF,3个33uF/25V陶瓷电容并联

    4、磁环及线径:

    查找磁环手册选择对应峰值电流I2=1.92A时磁环不饱和的适合磁环

    Irms^2=(1/3)*(I1^2+I2^2-I1*I2),参数带入,irms=1.6A

    按此电流有效值及工作频率选择线径

    其他参数:

    电感:L占空比:don

    初始电流:I1峰值电流:I2线圈电流:Irms

    输出电容:C电流的变化:deltaI整流管压降:Vd

    Boost电路占空比怎么计算?

    占空比是指在一个脉冲循环内,通电时间相对于总时间所占的比例。

    稳定工作时,每个开关周期,导通期间电感电流的增加等于关断期间电感电流的减少,即Vi*don/(f*L)=(Vo+Vd-Vi)*(1-don)/(f*L),整理后有

    don=(Vo+Vd-Vi)/(Vo+Vd),参数带入,don=0.572

    η是效率。如果是在理想的情况下(不计任何损耗时),占空比的计算式为:D=1-Vin/Vout

    在Boost电路中,通常选择合适电感量来限制流过的纹波电流。电感的纹波电流正比于输入电压和MOSFET开通时间,反比于电感量。电感量的大小决定了连续模式和非连续模式的工作点。

    以上就是关于boost电路工作原理、参数计算、占空比的知识介绍,在电源设计中,boost电路相对于BUCK而言,两者同样都起着不可替代的作用。如对boost电路设计有其他疑问,欢迎前往贤集网论坛进行探讨。

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  • 图中,Q为开关管,其驱动电压一般为PWM(Pulse、width、modulation脉宽调制)信号,信号周期为Ts,则信号频率为f=1/Ts,导通时间为Ton,关断时间为Toff,则周期Ts=Ton+Toff,占空比Dy=、Ton/Ts。Boost变换器:也称升压...

    Buck变换器:也称降压式变换器,是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。

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    图中,Q为开关管,其驱动电压一般为PWM(Pulse、width、modulation脉宽调制)信号,信号周期为Ts,则信号频率为f=1/Ts,导通时间为Ton,关断时间为Toff,则周期Ts=Ton+Toff,占空比Dy=、Ton/Ts。

    Boost变换器:也称升压式变换器,是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。开关管Q也为PWM控制方式,但最大占空比Dy必须限制,不允许在Dy=1的状态下工作。电感Lf在输入侧,称为升压电感。Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式

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    Buck/Boost变换器:也称升降压式变换器,是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器,但其输出电压的极性与输入电压相反。Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成,合并了开关管。

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    Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式,开关管Q也为PWM控制方式。LDO的特点:①、非常低的输入输出电压差②、非常小的内部损耗③、很小的温度漂移④、很高的输出电压稳定度⑤、很好的负载和线性调整率⑥、很宽的工作温度范围⑦、较宽的输入电压范围⑧、外围电路非常简单,使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种,一是脉宽调制方式Ts不变,改变ton(通用),二是频率调制方式,ton不变,改变Ts(易产生干扰)。其具体的电路由以下几类:(1)Buck电路——降压斩波器,其输出平均电压、U0小于输入电压Ui,极性相同。(2)Boost电路——升压斩波器,其输出平均电压、U0大于输入电压Ui,极性相同。(3)Buck-Boost电路——降压或升压斩波器,其、输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,电感传输。(4)Cuk电路——降压或升压斩波器,其输出平均电、压U0大于或小于输入电压Ui,极性相反,电容传输。DC-DC分为BUCK、BUOOST、BUCK-BOOST三类DC-DC。其中BUCK型DC-DC只能降压,降压公式:Vo=Vi*DBOOST型DC-DC只能升压,升压公式:Vo=Vi/(1-D)BUCK-BOOST型DC-DC,即可升压也可降压,公式:Vo=(-Vi)* D/(1-D)D为充电占空比,既MOSFET导通时间。0开关性稳压电源的效率很高,但输出纹波电压较高,噪声较大,电压调整率等性能也较差,特别是对模拟电路供电时,将产生较大的影响。因开关电源工作效率高,一般可达到80%以上,故在其输出电流的选择上,应准确测量或计算用电设备的最大吸收电流,以使被选用的开关电源具有高的性能价格比,通常输出计算公式为:Is=KIf 式中:Is—开关电源的额定输出电流;If—用电设备的最大吸收电流;K—裕量系数,一般取1.5~1.8;

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    电容式开关电源它们能使输入电压升高或降低,也可以用于产生负电压。其内部的FET开关阵列以一定方式控制快速电容器的充电和放电,从而使输入电压以一定因数(0.5,23)倍增或降低,从而得到所需要的输出电压。这种特别的调制过程可以保证高达80%的效率,而且只需外接陶瓷电容。由于电路是开关工作的,电荷泵结构也会产生一定的输出纹波和EMI(电磁干扰)。首先贮存能量,然后以受控方式释放能量,以获得所需的输出电压。

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升压电路占空比