为什么要为Buck转换器计时?


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抱歉,如果已经有人问过这个问题,但是我很难找到答案。

所以-我们都知道降压转换器的基本设计:闭环时钟PWM进入低通滤波器。

但是我的问题是...计时部分是否必要?有人可以通过在输出电压达到某个“低电平”时闭合开关,然后在输出电压达到某个“高电平”时断开开关来制造降压转换器吗?

因此,基本上,具有滞后的无时钟反馈环路可防止发生振铃。


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这样的事情存在。您可以在Google上搜索“迟滞降压转换器”,甚至可以找到有关该主题的有趣信息。滞后降压转换器的开关频率取决于负载,有时这是一个问题。montefiore.ulg.ac.be/~geuzaine/ELEC0055/…–
mkeith,

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@mkeith哇,谢谢您的信息。我试图寻找它,但是令人惊讶的称它为“迟滞降压转换器”。现在看来如此简单,您可以说出来。等不及要阅读您发布的文章了……看起来很有趣!
something_clever

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@mkeith编写的PDF在这种系统的缺点上非常好:它需要输出纹波。同样,它仍然固有地振荡,只是在变化的不可预测的频率上,并且由于各种原因(EMI等),最好具有固定的频率。无论如何,为什么要摆脱计时?
pjc50 '16

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@ pjc50当我今晚晚些时候有时间去了解您对要求输出纹波的含义时,我将不得不给mkeith发布的纸更好的外观。并不是我打算实际尝试做的那么多...我只是想了解我们大家选择基于时钟而不是基于滞后的原因
something_clever

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所以,告诉我有关LOOM的信息。
hobbs

Answers:


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有许多磁滞或改进的磁滞降压转换器。例如,看一下TI的DCAP恒定导通时间转换器:

TPS53355

或更传统的真正磁滞降压转换器:

LM3485

磁滞降压转换器实际上需要在输出电容中具有一些最小的ESR才能保持稳定,因此它们往往无法与陶瓷输出电容器配合使用。(不做任何修改。)

同样在真正的磁滞转换器中(COT方法不那么多),开关频率也不是恒定的。在轻载时,当开关频率可能下降到音频频带中并引起可听见的啸叫声或噪声时,这可能是个问题。在某些频率下,它也可能会干扰其他电路。

因此,也很难过滤传导噪声。


嗯...不过,快速浏览一下数据表,如果我没记错的话,它看起来仍然使用振荡器来打开和关闭驱动晶体管?我要的是设计中没有实际的振荡器...切换将仅基于测量的输出电平。
something_clever

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抱歉,刚刚看到您对原始帖子的修改。谢谢,第二个看起来非常有趣:D
something_clever

答案中添加了真正的磁滞部分,以使其更易于查看,但DCAP部分没有“时钟”振荡器。他们根据Vin和Vout设置导通时间,并且关闭时间有所不同,以调节输出。由于在固定Vin的连续传导模式下,占空比几乎恒定,因此频率也相对恒定。但是,没有“时钟”或固定频率振荡器。
John D

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您会混淆“振荡器”和时钟。如果关闭输出电压,电路将振荡。如果没有振荡,则电路将无法工作。
Eric

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啊...你说得对,很公平。我使用了不正确的术语,我真正不想要的是“固定频率振荡器”(又称时钟)
something_clever

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是的,我实际上已经做到了。设计有点棘手,因为您必须非常仔细地计算比较器的电流,电压变化和反应时间。为了减小变化,这种设计通常用于有限的输入电压范围和固定的输出电压。

您所描述的实际上是按需脉冲系统的一种形式,在这种情况下是通过模拟电子设备实现的。按需脉冲比控制PWM占空比以调节输出的波动更大。但是,它们简单,固有稳定,易于分析并且易于在固件中实现。

有时,我将带有按需脉冲算法的PIC10F202用作具有很多宽恕的低成本降压转换器。在许多应用中,50或100 mV的波动很小。当降压开关是一个预调节器,它以略高于其最小输入电压的电压向LDO供电时,尤其如此。我在这种降压开关中经常使用的一个技巧是在LDO周围使用PNP晶体管作为比较器,以确定何时输入是输出上方的一个结压降。这使LDO足以可靠地工作,但并没有太多浪费效率。

周围有+700 mV的粗糙电源通常很方便。您可以使用它为分布式使用点LDO供电,并为不需要高度调节电压的事物供电,例如LED。这使LDO不再需要电流,因此它们可以小巧而便宜,例如SOT-23SOT-89封装。



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这样的转换器是可能的,但是其输出纹波将与时钟转换器具有非常不同的特性。

使用普通的时钟转换器,输出纹波将在很宽的负载范围内保持几乎相同的频率,但是在较高的负载下幅度会变得更大。

使用基于输出电压的转换器时,无论负载如何,输出纹波的幅度都将保持不变,但纹波的频率将由负载决定。通常,高频纹波比低频纹波更容易过滤掉。

您还需要考虑过冲,尤其是在初始加电时。请记住,当开关打开时,要降压,您要为电感器充电。关闭开关后,电压将继续上升,直到电感器的放电速率降至负载所吸收的电流以下。

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