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降壓-升壓DC-DC轉換器的基本原理

CHANBAEK ? 來源:頭條號開心的硬件小白 ? 作者:頭條號開心的硬件 ? 2023-03-16 09:42 ? 次閱讀

如下圖所示為降壓-升壓DC-DC轉換器的基本原理圖,Vin為電壓輸入端口,Cin為輸入電源的濾波電容,Q1為降壓PWMmos管,D1為續流二極管,降壓和升壓共用一顆電感器L1,Q2為升壓PWMmos管,D2為升壓整流二極管,Cout為輸出濾波電容。

pYYBAGQSc_OARE0fAAA_a3hGLd0493.jpg

基本降壓-升壓電源拓撲圖

本文主要針對此電源拓撲來進行相關升降壓芯片的分析對比,本文選用MPS的mp28167-A可調升降壓DC-DC芯片,基本參數如下圖所示,輸入電壓2.8-22V,最大電流3A,芯片有I2C控制接口,通過外部控制器連接I2C進而控制FB反饋電壓,此芯片功能強大,不過本文主要分析內部升降壓部分的結構,因此其他基本信息略過,大家可根據需求進行查閱學習。

pYYBAGQSc_WAAxZcAANbl1ChLRo883.jpg

芯片規格書

如下圖所示為芯片的內部結構圖,藍色框內為升降壓部分的控制框圖,可以看出和前面提到的降壓升壓拓撲基本相同,輸入電壓從IN腳輸入,經過A管(對應拓撲Q1),到達SW1,SW1和SW2之間需根據工作電壓,工作電流,工作頻率等參數外加一顆電感器(對應拓撲L1),B為降壓續流MOS管(對應拓撲D1),C為升壓PWMmos管(對應拓撲Q2),D為升壓整流MOS管(對應拓撲D2),然后到達OUT引腳輸出。通過內部結構可知,在電源反接后,電信號會經過MOS管C到SW2經過外部電感到達SW1再經過MOS管A到達IN腳造成短路,因此一定要注意防反接處理。

poYBAGQSc_aAKPLHAAFXXTY-ptk540.jpg

芯片內部框圖

根據基本拓撲畫出原理圖如下圖所示,設置輸出電壓為12V,輸入4-20V實測可穩定輸出12V,原理圖中C29和C27為PWMmos的自舉電容,主要作用為在PWM打開關閉時為NMOS柵極提供一個較高的控制電壓。

pYYBAGQSc_eAL7wOAADfnxOHPQA157.jpg

線路原理圖

本文主要針對降壓升壓電源基本拓撲,結合實際芯片設計框圖進行了簡單的原理分析,歡迎大家探討留言,互相學習!?。。?/p>

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