鉅大LARGE | 點擊量：1421次 | 2021年08月12日
電路設(shè)計篇之Buck電源設(shè)計該怎樣深入學習
1.bUCK電路公式計算
buck，boost，buckboost的最基本分解原理都采用伏秒平衡原理：電感在導通和關(guān)斷時,其電流的變化量相等，即Von*Ton＝Voff*Toff=L*DeltaI。下圖我們常用的降壓型DCDCbuck拓撲。
在不考慮帶有寄生參數(shù)的RLGC模型的情況下，一般我們的計算步驟如：
1）Von*Ton＝Voff*ToffgtVo=D*Vin(占空比D在輸出電壓設(shè)置時已決定)
2）輸出電感L1計算：Von*D/f=L1*DeltaI（DeltaI為所準許的電感紋波電流）
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
3）輸出電容Co計算：DeltaU=DeltaQ/C=CI*T/8C（DeltaU為所準許的輸出紋波電壓）
2.環(huán)路穩(wěn)定性
上面是開環(huán)分解的拓撲，而我們DCDC實際的拓撲是閉環(huán)，所以要分解環(huán)路穩(wěn)定性。前面LDO電源也提到，假如沒有芯片的內(nèi)部參數(shù)或者有增益相位分解儀。非原廠的硬件設(shè)計人員是很難保證環(huán)路穩(wěn)定性的。幸猶如TI這種國際大廠會在手冊上給出計算公式，不要自己去分解環(huán)路，大家筆直使用TI給出的計算公式就可以了，自己去計算反而會出問題。
3.貼片電感參數(shù)
電感在使用分類有很多，比如大功率電感，共模電感，變壓器，高頻變壓器，磁珠等。我們在手機，平板電腦的DCDC電源設(shè)計中最常用到的電感就是貼片功率電感，那大家要怎么樣保證選擇的貼片功率電感是可靠的？
假設(shè)通過計算也好還是參考原廠設(shè)計也好，我們已經(jīng)了解了電感值。那我們怎么去選型呢？下面是村田的貼片功率電感關(guān)鍵參數(shù)。
貼片功率電感關(guān)鍵參數(shù)
1）體積：由產(chǎn)品對電感體積的取值要求決定，一般體積小電流也小。
2）電感值：計算或參考原廠設(shè)計。
3）探測頻率：此頻率下對應(yīng)的參數(shù)，使用時最好在此范圍內(nèi)。
4）額定電流：此數(shù)值表示的意義有兩種：一種是基于溫度上升到某一限制時對應(yīng)的電流，另一種是磁飽和時的電流。我們使用時不超過此值為OK。
5）直流電阻：此為電感本身的損耗電阻，越小越好。
6）自振頻率：無論是電感還是電容，都存在寄生參數(shù)。要用RLGC模型去分解，也就是存在自振頻率。
4.貼片電容參數(shù)
電容按材質(zhì)分類可以分為：電解電容、鉭電容，云母電容、紙質(zhì)電容、瓷片電容等。在電路中常常使用的場合有：儲能，去耦，濾波，隔直流等。我們電源中常見的是貼片陶瓷電容和鉭電容。
貼片電容參數(shù)
在確定了電容容值之后，我們在選型的時候要留意下面的參數(shù)。
1）封裝：如0201、0402、0603、0805等，詳盡依據(jù)產(chǎn)品需求。
2）容量：容值大于我們要的值并留有余量。
3）誤差精度：貼片電容的容量誤差，分別為：D檔0.5%；F檔1%；J檔5%；K檔10%；M檔20%。
4）溫度系數(shù)：溫度每變化1℃電容容量的變化量。
5）損耗角正切：有功功率與無功功率之比tandelta=Resr/（1/wc）。代表電容的損耗，越小越好。和貼片電感類似，無論什么類型的電容，我們都用RLGC模型來分解。
