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PWM开关电源分类buck, boost介绍及主要元件参数选择..

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PWM 调光知识介绍

PWM 调光知识介绍

PWM 调光知识介绍在手机及其他消费类电子产品中，白光 LED 越来越多地被使用作为显示屏的背光源。

近来，许多产品设计者希望白光 LED 的光亮度在不同的应用场合能够作相应的变化。

这就意味着，白光 LED 的驱动器应能够支持 LED 光亮度的调节功能。

目前调光技术主要有三种：PWM 调光、模拟调光、以及数字调光。

市场上很多驱动器都能够支持其中的一种或多种调光技术。

本文将介绍这三种调光技术的各自特点，产品设计者可以根据具体的要求选择相应的技术。

PWM Dimming (脉宽调制) 调光方式——这是一种利用简单的数字脉冲，反复开关白光LED驱动器的调光技术。

应用者的系统只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲，即可简单地实现改变输出电流，从而调节白光 LED 的亮度。

PWM 调光的优点在于能够提供高质量的白光，以及应用简单，效率高！例如在手机的系统中，利用一个专用 PWM 接口可以简单的产生任意占空比的脉冲信号，该信号通过一个电阻，连接到驱动器的 EN 接口。

多数厂商的驱动器都支持PWM 调光。

但是，PWM 调光有其劣势。

主要反映在：PWM 调光很容易使得白光 LED 的驱动电路产生人耳听得见的噪声（audible noise，或者 microphonic noise）。

这个噪声是如何产生？通常白光 LED 驱动器都属于开关电源器件（buck、boost 、charge pump 等），其开关频率都在1MHz左右，因此在驱动器的典型应用中是不会产生人耳听得见的噪声。

但是当驱动器进行PWM调光的时候，如果 PWM 信号的频率正好落在 200Hz 到 20kHz 之间，白光 LED 驱动器周围的电感和输出电容就会产生人耳听得见的噪声。

所以设计时要避免使用 20kHz 以下低频段。

我们都知道，一个低频的开关信号作用于普通的绕线电感（wire winding coil），会使得电感中的线圈之间互相产生机械振动，该机械振动的频率正好落在上述频率，电感发出的噪音就能够被人耳听见。

PWM开关电源分类buck, boost介绍及主要元件参数选择

PWM开关电源分类buck, boost介绍及主要元件参数选择

ESR<= △Vo/IPK=0.05/0.91=55mΩ
Design Example
• Boost converter • Step3:selection of power switch(MOSFET) PMOSFET=Ipk^2*Rds(on)*Dmax+[0.5*Vin(max)*I pk*(tr+tf)*fs] Assume Ta=55 ° C RθJA=50 ° C/W Pd=0.91*0.91*0.0135*0.6+[0.5*7*0.91*0.3u*110k] =0.112W Tj=Ta+(RθJA*Pd)=60.6° C
Design Example
• Boost converter Step4:selection of power Rectifier
Pd=Ipk*Vd=0.91*0.5=0.455W Tj=Ta+(RθJA*Pd)=55+(15*0.455)=61.8° C
Advantage and Disadvantage
Advantage of Linear
Cost lower Low output noise and ripple Good outf Linear
Efficiency lower Need bigger transformer and heat sink Narrow input voltage range Low hold up time (~1ms)
Design Example
• Boost converter Step2:selection of the output capacitor Cout>=Io(max)*Dmax/fs*△Vo
=0.3*0.6/110k*0.05 =32.73uH Ipk=[Io(max)/1-Dmax]+Vin(max)*D/2*fs*L =0.3/1-0.6+7*0.6/2*110k*120u=0.91A

(完整版)BUCK和BOOST电路

(完整版)BUCK和BOOST电路

直流BUCK 和BOOST 斩波电路一、 B UCK 电路降压斩波电路(Buck Chopper)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 。

负载电压的平均值为：式中t on 为V 处于通态的时间，t off 为V 处于断态的时间，T 为开关周期，α为导通占空比，简称占空比或导通比(α=t on /T)。

由此可知，输出到负载的电压平均值U O 最大为U i ，若减小占空比α，则U O 随之减小，由于输出电压低于输入电压，故称该电路为降压斩波电路。

工作原理为:当在t on 状态时，电源为这个电路供电，并对电感和电容充电，负载电压缓慢上升到电源电压。

当t off 状态时，电源电压为断开状态，系统供电依靠电感和电容的储能供电。

所以是一个递减的电压。

所以系统的这个工作流程为，周期性的电源供电方式，而输出的负载的电源大小取决于周期中的占空比。

(a)电路图 (b)波形图（实验结果 ）图1降压斩波电路的原理图及波形二、 B OOST 电路开关管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 两种工作方式升压斩波电路(Boost Chopper)U i I 1t on =(U O -U i ) I 1t offii on i off on on o aU U TtU t t t U ==+=U GE U D t t tU Ot on t of fT U iVDL C -+-+U EGC R 11U D +-上式中的T/t off ≥1,输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。

工作原理当开关S 在位置a 时，如图2(a)所示电流iL 流过电感线圈L ，电流线性增加，电能以磁能形式储在电感线圈L 中。

buckboost电路参数设计

buckboost电路参数设计

buckboost电路参数设计1.引言1.1 概述概述部分的内容：引言部分将对buckboost电路的概念和工作原理进行简要介绍。

buckboost电路是一种常用的直流-直流（DC-DC）转换电路，能够实现电压降低（buck）或增加（boost）功能。

它通过在输入和输出之间使用一对开关器件和电感来实现对电压的变换。

相比于其他转换电路，buckboost电路具有更广泛的应用领域和更高的功率转换效率。

在本文中，将重点讨论buckboost电路的参数设计。

参数设计是指在设计过程中确定电路的元件数值，以满足给定的输入电压和输出电压条件，并确保电路的稳定性和可靠性。

参数设计是设计工程师需要考虑的关键问题，它直接影响到电路性能和工作效果。

本文将详细介绍buckboost电路的参数设计要点。

首先，将介绍电路的基本原理和工作模式，以便读者更好地理解参数设计的背景和需求。

其次，将分析参数设计中需要考虑的关键因素，如输入电压范围、输出电压稳定性、电感和开关器件的选取等。

此外，还将介绍一些常用的参数设计方法和技巧，以帮助读者更好地进行电路设计和优化。

通过本文的阅读和学习，读者将能够全面了解buckboost电路的参数设计要点，并具备进行实际设计工作的基础知识和技能。

本文的内容将为设计工程师提供有价值的参考和指导，促进buckboost电路设计的发展和优化。

1.2文章结构1.2 文章结构本长文旨在介绍和探讨buckboost电路参数设计的要点。

文章将分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分将首先对文章进行概述，简要介绍buckboost电路的背景和应用。

接着，阐述文章的结构，即介绍各个章节的主要内容和目的。

正文部分将详细介绍buckboost电路的基本原理和工作方式。

同时，重点关注buckboost电路参数设计的要点，包括输入电压范围、输出电压范围、电流要求、效率要求等。

通过深入分析这些参数设计要点，读者将能够了解如何根据具体需求来优化buckboost电路的设计。

开关电源DC-DC buck和boost介绍

开关电源DC-DC buck和boost介绍

输出电流
Iout(retad)：额定输出电流。 Iout(min)：在正常运行情况下，最小的输出电流。 Iout(max)：负载的瞬态承受的输出电流。 Isc：负载短路时的最大极限电流。
电源系统设计指标
动态负载响应时间
当加上阶跃负载时，电源系统响应需要的时间
电压调整率
输入电压变化时，输出电压的变化率，即： 电压调整率=（最高输出电压-最低输出电压）/额定输出电压 X100%
A
V+
B
V-
面积A=面积B
A
V+
B
V-
开关电源的基本分析
分析开关电源中电容和电感的几条原则：
1. 2. 3. 4. 电容两端的电压不能突变 (当电容足够大时,可认为其电压不 变)。 电感中的电流不能突变 (当电感足够大时,可认为其电流恒定 不变)。 流经电容的电流平均值在一个开关周期内为零。 电感两端的伏秒积在一个开关周期内必须平衡。
I C
+ U -
U
It C
2. 在稳态工作的开关电源中流经电容的电流对时间的积分为零。
A
I+
B
I-
面积A=面积B
开关电源的基本分析
电感的基本方程
i(t)
+ u(t) -
di(t ) u(t ) L dt
1. 当一电感突然加上一个电压时, 其中的电流逐渐增加, 并且电感量越大电流增加 越慢.
有源开关(Switch)
二极管(Diode)
电感(Inductor)
电容器(Capacitor)
变压器(Transformer)
开关电源的基本分析
电容的基本方程
i(t) + u(t) -

电源老兵，多年技术笔记曝光！BUCK,BOOST,FLYBACK,LLC都过一篇

电源老兵，多年技术笔记曝光！BUCK,BOOST,FLYBACK,LLC都过一篇

电源老兵，多年技术笔记曝光！BUCK,BOOST,FLYBACK,LLC都过一篇这些年都用到了很多的电源拓扑结构(BUCK,BOOST,FLYBACK,LLC)，设计产品，做认证，到量产，设计中和调试时种种意想不到的情况时有发生，算算还是挺有意思的。

按照流水账方式做个记录，顺便自己也可以复习一下之前的知识点,有不对的地方还望大家批评指正。

BUCK电路降压电路输出电压小于输入电压。

调试中碰到的问题PWM占空比不稳定，大小波，负载切载时输出有抖动，起机过冲，满载起机抖动，批量生产有少量IC损坏。

EMC的问题，辐射超标。

1PWM占空比不稳定，大小波。

可以通过调节环路参数来处理，如图上的C2，R2，C1,R1。

设计可以参考《开关电源设计第三版》第12章图12.12。

对于改这2个参数无效果的那就要反推设计中的电感和电容是否合适，直接点就是看电感的电流波形，采用电感的串并联观察PWM波形变化。

另外，IC的占空比如果在极限附近，如占空比90%，工作时达到88%同样也会影响PWM的大小波，这个时候要考虑是否更换占空比更大的IC。

7选型需要注意的部分，开关器件都有最大电压和电流的范围，要挂波形看管子的应力是否有余量，如果有-40℃的设计要降额，MOSFET的DS电压会下降，电容的容量下降，ESR增大，高温情况需看电感的参数，外购的电感温度范围一般在85℃，如果电感温度过高，环境温度过高会有匝间短路的风险。

BOOST电路做的案子不多，碰到的问题比较少，有用模拟IC做的，也有用单片机做的，感觉这个环路比BUCK容易调整(之前的案子，功率小于60W)。

碰到过很小的体积做LED60W电源，温度不好整，最后用了铁硅铝的磁环搞定了。

FLYBACK这个是小功率电源应用很广泛的拓扑了，大家分析也是特别多的。

我讲讲一款产品从设计到量产过程中的一个流程好了，以及其中碰到的问题和一些经验。

借鉴下NXP的这个TEA1832图纸做个说明。

buck降压升压电路知识

Buck变换器：也称降丿卡•式变换器，是一种输出电圧小于输入电圧的单管不隔离直流变换器。

图中，Q为开关管，其驱动电丿£一般为PW（Pulse width modulation脉宽调制）信号，信号周期为Ts,则信号频率为f二1/Ts,导通时间为Ton,关断时间为Toff,则周期Ts=Ton+Toff, 占空比Dy二 Ton/TsoBoost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电圧高于输入电圧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=l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DCH两种工作方式Buck/Boost变换器：也称升降圧式变换器，是一种输出电汗既可低于也可高于输入电圧的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电圧相反。

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。

VoVoT Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种1：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圧差②非常小的内部损耗③很小的温度漂移④很髙的输出电圧稳定度⑤很好的负载和线性调整率⑥很宽的11作温度范圉⑦较宽的输入电圧范圉⑧外围电路非常简单，使用起來极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电汗，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：（DBuck电路一一降圧斩波器，其输岀平均电圧U0小于输入电圧Ui,极性相同。

(2)Boost电路一一升压斩波器，其输出平均电压U0大于输入电压Ui,极性相同。

(3)Buck-Boost电路一一降压或升压斩波器，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电路一一降压或升压斩波器，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。

开关电源设计资料

1目录1 开关电源的特点与分类 (1)1.1 线性、开关电源的特点 (1)1.2 开关电源的电路类型 (1)1.3 开关电源的工作模式 (4)1.4 零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)方式 (5)2 开关电源的拓扑结构 (8)2.1 BUCK变换器的基本原理 (8)2.2 BOOST变换器的基本原理 (9)2.3 BUCK/BOOST变换器的基本原理 (10)2.4 反激变换器的基本原理 (12)2.5 正激变换器的基本原理 (16)2.6 推挽式变换器的基本原理 (18)2.7 电流型半桥变换器的基本原理 (20)2.7.1 基本原理 (20)2.7.2 控制要求 (23)2.8 电压式半桥式变换器 (24)2.9 全桥式变换器的基本原理 (25)2.10 半桥LLC谐振变换器的基本原理 (27)3 变压器的设计 (33)3.1 变压器的工作原理 (33)3.2 变压器的模型 (35)3.3 高频变压器对磁芯材料的要求 (37)3.4 高频变压器设计考虑的几个问题 (38)3.5 寄生参数和影响 (39)3.6 高频变压器设计步骤 (41)4 高频变压器的绕组 (48)4.1 Ansys 有限元分析软件 (48)4.2 通电导线的集肤和邻近效应 (53)4.3 不同绕组结构对高频变压器电磁参数的影响 (54)4.4 不同绕组结构高频变压器的设计示例 (58)5 AC/DC开关电源实例 (63)5.1 65W 反激开关开关电源 (63)5.1.1 产品特色 (64)5.1.2 典型应用及引脚功能描述 (65)5.1.3 TOP264-271 功能描述 (66)5.1.4 65 W通用输入适配器电源 (70)5.2 24W 反激开关电源的设计 (74)5.2.1 电路原理图 (74)5.2.2 电路描述 (76)5.2.3 变压器规格 (78)5.3 带PFC的半桥谐振LLC开关电源 (80)5.3.1 PFC电路 (80)5.3.2 LLC部分 (86)5.4 120W/19V双开关反激式开关电源 (116)5.4.1 FAN6920介绍 (116)5.4.2 功能说明 (119)5.4.3 电路图 (140)6 DC/DC开关电源实例 (141)6.1 隔离式正激DC-DC变换器 (141)6.1.1 基本性能和典型应用 (142)6.1.2 应用信息 (144)6.1.3 控制信息 (160)6.2 30W正激DC/DC开关电源 (169)6.2.1 产品特色 (170)6.2.2 功能描述 (171)6.2.3 引脚功能描述 (172)6.2.4 DPA-Switch产品系列功能描述 (173)6.2.5 正激30 W开关电源 (175)6.3 6-42V输入、5V输出的DC/DC变换器 (178)6.3.1 LM25574芯片介绍 (178)6.3.2 工作描述 (181)6.3.3 应用信息 (191)6.4 500W DC/DC变换器 (203)6.4.1 L6599简介 (203)6.4.2 全桥LLC 变换器的工作原理分析 (204)6.4.3 LLC 全桥谐振变换器主电路参数设计 (208)6.4.4 LLC 全桥谐振变换器控制电路参数设计 (209)6.5 120W/24V LLC谐振变换器 (211)6.5.1 引言 (211)6.5.2 工作原理和基波近似 (213)6.5.3 设计流程 (224)7 LED电源实例 (233)7.1 50W 直流小功率恒流源 (233)7.1.1 功能介绍 (233)7.1.2 典型电路和实际电路 (235)7.2 交流大功率恒流源 (245)7.2.1 芯片特性和引脚功能 (245)7.2.2 充电电流控制的工作原理 (247)7.2.3 混合控制 (PWM+PFM) (252)7.2.4 电流检测 (253)7.2.5 软启动和输出电压调节 (258)7.2.6 功能设置 (260)7.3 交流18W LED恒流源驱动 (276)7.3.1 电源管理芯片DU8633 (278)7.3.2 电路参数设计 (279)7.4 70W LED 照明灯电源 (285)7.4.1 BCM 升压 PFC 转换器的基本工作原理 (288)7.4.2 准谐振反激式转换器的工作原理 (290)7.4.3 设计思路 (292)7.4.4 直流-直流部分 (298)7.5 16.8 W/24V LED反激式驱动电源 (310)7.5.1 芯片描述 (310)7.5.2 电源设计 (324)8 数字电源实例 (327)8.1 UCD3138的数字电源 (327)8.1.1 器件概述 (327)8.1.2 描述 (336)8.1.3 总体概览、系统模块与IDE计算 (347)8.1.4 DPWM工作模式 (352)8.1.5 自动模式开关 (358)8.1.6 滤波器 (364)8.1.7 典型应用 (367)8.2 小功率数字充电电源 (379)8.2.1 国内外数字电源发展现状 (380)8.2.2 设计指标 (382)8.2.3 系统总体设计 (383)8.2.4 基于L6562的PFC电路设计 (385)8.2.5 控制软件 (391)9 参考文献 (397)1开关电源的特点与分类1.1线性、开关电源的特点线性电源（Swiching Mode Power Supply）首先通过工频变压器降压，再用整流桥整流，之后利用功率半导体器件工作在线性放大状态，通过调节调整管的线性阻抗来达到调节输出电压的目的。

入门级Buck电路原理—简洁而不简单

Buck、Boost、Buck-Boost作为直流开关电源中应用广泛的拓扑结构，属于非隔离的直流变换器。

本期内容小编将对其中的Buck电路展开详细介绍。

*Buck基础拓扑电路降压式（Buck）变换器是一种输出电压≤输入电压的非隔离直流变换器。

Buck变换器的主电路由开关管Q，二极管D，输出滤波电感L和输出滤波电容C构成。

接下来将从：1. 开关整流器基本原理2. 传说中的“伏-秒平衡” 3. 同步整流死区时间等三部分详细介绍Buck电路的工作原理。

让我们打起精神，擦亮眼睛，深刻体会简洁而不简单的Buck电路吧！Part 1 开关整流器基本原理导通时间关断时间在[0,Ton]期间，开关导通；在[Ton，Ts]期间，Q截止。

设开关管开关周期为Ts，则开关频率fs=1/Ts。

导通时间为Ton，关断时间为Toff，则Ts=Ton+Toff。

设占空比为D，则D=Ton/Ts。

改变占空比D，即改变了导通时间Ton的长短，这种控制方式成为脉冲宽度调制控制方式（Pulse Width Modulation, PWM）。

Buck电路特征•输出电压≤输入电压•输入电流断续•输出电流连续•需要输出滤波电感L和输出滤波电容CPart 2 传说中的“伏-秒平衡”伏秒原则，又称伏秒平衡，是指开关电源稳定工作状态下，加在电感两端的电压乘以导通时间等于关断时刻电感两端电压乘以关断时间，或指在稳态工作的开关电源中电感两端的正伏秒值等于负伏秒值。

在一个周期T 内，电感电压对时间的积分为0，称为伏秒平衡原理。

正如本文开头视频中指出，任何稳定拓扑中的电感都是传递能量而不消耗能量，都会满足伏秒平衡原理。

Part 3 同步整流死区时间同步整流是采用极低导通电阻的的MOSFET来取代二极管以降低损耗的技术，大大提高了DCDC的效率。

物理特性的极限使二极管的正向电压难以低于0.3V。

对MOSFET来说，可以通过选取导通电阻更小的MOSFET来降低导通损耗。

升降压变换电路BuckBoost


工作原理：
T1、T4同时开关，T2、T3同时开关。
当T2、T3开通，而T1、T4关断时，电压Ud加在变压器原边， 副边一个二极管导通向负载传递能量。
当T1、T4开通，而T2、T3关断时，电压-Ud(负号表示同名 端相反)加在变压器原边，副边另一个二极管导通向负载 传递能量。
3.7 直流变换电路的PWM控制技术
UO
N2 N1
DUd
(3.6.2)
与降压变换器（Buck）的输入输出电压公式对 比，多了变压器的匝比。
为了满足磁通复位的要求，即开关管关断后，变 压器中的磁通能复位，该电路的占空比D不能超 过0.5。
3.6 带隔离变压器的直流变换器
3.6.3 推挽式变换器（属于正激式变换器）
图3.6.3 推挽式变换器电路
可求得输入输出电压关系为：
U 0 － 1 D D U d
(3.4.5)
上式中，D为占空比，负号表示输出与输入电压反相
当D=0.5时，U0=Ud； 当0.5<D<1时，U0>Ud，为升压变换； 当0≤D<0.5时，U0<Ud，为降压变换。
3.4 升降压变换电路
➢3）工作原理：（续）
➢ 采用前几节同样的分析方法可得临界电感值为：
输出纹波电压： 在Boost电路中，如果滤波电容C的容量足够大，则输出 电压U0被滤得非常平。然而实际中的电容不可能为无穷大， 所以直流输出电压总会有纹波成份。
电流连续时的输出电压纹波为
U 0 DTs U0 RC
上式表明通过选择合适的C值，可以限制输出纹波电压的大 小。
3.4 升降压变换电路
• 1) 概述：
• 直流变换电路的常用工作方式主要有两种：
• ① 脉冲频率调制(PFM)工作方式： 即维持ton不变，改变TS。一般很少采用。
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L Vi Q iS C
+ iC RL Vo -
Switching circuit
• Boost converter工作原理:
Q截止,D導通,電感器瞬間電流不變,故會感應一反電動 勢-VL=Vi-Vo,此時輸出電壓將會備昇壓,電感與電源同 時釋放能量至負載及電容器C上,電感之電流iL開始持續 線性下降釋放能量至一定値 - VL + iIN iL iD iO
Advantage and Disadvantage
Advantage of Linear
Cost lower Low output noise and ripple Good output regulation
Disadvantage of Linear
Efficiency lower Need bigger transformer and heat sink Narrow input voltage range Low hold up time (~1ms)
• Buck converter 工作原理說明:
• Q截止,電感器瞬間電流不變,故為感一反電動勢VL=-Vo 而促使D導通,此時C原來所儲存的能量可經由D,L釋放至 負載,L上的電流呈線性衰退 - VL + Q iO iL
L Vi D C
+ iC RL Vo
-
Design Buck converter
L Vi Q C
+ iC RL
Vo -
Boost converter Design
• How to select inductor?
L= Vin[(min)-Vds(sat)]*Dmax △IL*fs Vo/Vi=1/1-D D=ton/Ts
Thermal Consideration
• Switching IC Thermal consideration • Ploss=PQ+Psat+Ps where PQ:quiescent loss Psat:saturation loss Ps:switching loss
Design Buck converter
• How to select Cout? Esr=Vripple/2Io(min) Cout>=△ IL/8*fs* △Vo • How to select Diode? Vrrm>=1.25Vin(max) Ipk=Io(max)-Io(min)
Switching circuit
Switching circuit
• Buck converter工作原理說明:
• Q導通,D截止,電感器之電壓為VL=Vi-Vo 故電感器iL會開始持續線性上升,其交流 成分iL(ac)流經電容器C產生漣波,直流成分會供應至負載RL
iS
Q
+ iL
VL L
iO + iC C RL Vo
Vi
D
-
Switching circuit
5V 5 Turns GND
3.3V
Cin 10uF
1
Cout 100uF
How to separate Linear or Switching ?
Switching : 電源電路中使用一個或多個 開關元件,來切換能量之儲存或轉移,同時 可利用各種電路架構來達到升壓.降壓.極 性反轉或直流電壓轉交流電壓,交流電壓 轉直流電壓…等要求.
Switching circuit
• DC-DC circuit Buck converter
iS Q iD D C L iL iC RL Vo iO +
Vi Ton Toff PWM control
VD +
-
Switching circuit
• • • • • Buck converter function description Q控制能量儲存與傳送方向 L傳送與儲存能量及濾除電流雜訊 C傳送與儲存能量及濾除電壓雜訊 D提供放電迴路(當Q off)
How to separate Linear or Switching ?
Linear : 將一 DC 電壓經由電路元件,直接 線性轉換為另一DC 電壓. For example:
DIODE
TRANSFORMER
5V Vf ~= 0.7V
AP1117 5V
3 IN ADJ OUT 2
4.3V
12V 12 Turns GND
• DC-DC circuit Boost converter
iIN L iL iD D iC Q iS C RL Vo iO + Vi PWM control
Toff Ton
Switching circuit
• Boost converter 工作原理:
Q導通,D截止,電感器之電壓為一来自定値VL=Vi,故電 感器電流iL會開始持續線性上升補充能量,此時電容 器瞬間電壓不變開始釋放能量致負載 + VL D iIN iL iO
Advantage and Disadvantage
Advantage of switching
High frequency operating to reduce size of inductor and capacitor Light weight and Small total size High efficiency and power density High input voltage range and hold up time(~25ms) Disadvantage of switching High ripple voltage Circuit design complicated Higher EMI interference
电源分类Classification of Power
Supply
线性电源Linear : Regulator or LDO ( Low drop out ) 开关电源Switching :
Buck conversion Boost conversion Buck-Boost conversion(SEPIC,Cuk…)
• How to select inductor L>=[Vin(min)-Vsat-Vout]*Ton(max) 2Io(min) Vo/Vi=D=ton/Ts
Design Buck converter
• How to select Cin? Cin電壓rating至少為 Vin 1.5倍 Iin的計算方式如下表所示: