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      詳解buck電路中輸入、輸出電壓、占空比三者之間的關系

      發布時間:2015-07-08 責任編輯:echolady

      【導讀】電路設計中的電路形式紛繁復雜,多種多樣。而buck電路是最為人熟知的電路設計。也是廣大新手比較喜愛的一款電路設計。本文就詳解了buck電路中輸入、輸出電壓、占空比三者之間的關系。

      下面首先對案例進行說明,當改變UC3843的RT電阻時,相應的輸出方波的占空比一定會改變,那么負載上的輸出電壓Vo也會改變。但經過計算,Vo與輸入電壓12V之比并不等于選定RT后對應的占空比,這便出現了問題。

      從上面的問題來看,是否是電壓反饋的問題呢?通過試著將兩個用于電壓反饋的大電阻(50K,20K)進行不同阻值的配對,但是無論怎么改,負載輸出電壓并沒有明顯變化(不超過0.5V)。

      總的來看,這個例子中的出現的問題就是在buck電路中的UC3843的RT電阻阻值對應的占空比D,與“負載輸出電壓Vo與輸入電壓12V之比”之間的關系并不明確。通過下面的一些圖例來進一步說明問題。

      詳解buck電路中輸入、輸出電壓、占空比三者之間的關系
      圖1
       
      依照上圖進行仿真,數據如下。(Saber軟件)

      詳解buck電路中輸入、輸出電壓、占空比三者之間的關系
      圖2
       
      第二幅圖中,橙黃色曲線為UC3843的2腳電壓,綠色曲線為1歐姆負載上輸出電壓,藍色曲線為MOS管G極驅動方波。

      詳解buck電路中輸入、輸出電壓、占空比三者之間的關系
      圖3
       
      占空比超過50%的情況下,為何負載輸出電壓卻只有3.5V不到?

      對案例中的問題有了大致的了解之后,接下來就可以進行問題的分析了。首先在使用3843時沒有看到經過升壓或者電平轉換直接推高端NMOS的經過,有可能MOS管不能完全工作在開關狀態,而可能工作在放大區,此時MOS管的損耗巨大。建議將IRF150換成一個PMOS,然后3843通過控制PMOS來實現NMOS開關。

      之所以為大家介紹這種解決方法,是因為目前大多數的內置內置MOS管的BUCK芯片均采用這種思路,電路中包含自舉電路將驅動升壓。滿足MOS管的Vgs大于10V以上時,如果MOS的損耗還是很大,那么就意味著可能是芯片的驅動能力出現問題。想要驗證最大占空比是否受到限制,則可以增大輸入電壓,減小輸出電壓,再看輸出電壓是否正確。使用3843直接控制P-MOS效果同樣,只是邏輯上相反

      結語

      本篇文章針對buck電路當中輸入電壓、輸出電壓、占空比之間出現的一種問題進行分析,并給出了相應的解決方法。希望大家在看過本篇文章之后能夠有所收獲,解決出現在自己電路中同樣的問題。

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