Questions tagged «buck»

非隔离DC-DC转换器拓扑,其输出电压小于或等于输入电压

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为什么较小的负载在降压稳压器中需要较大的电感器?
《MC34063 应用笔记》列出了用于计算最小电感器尺寸的公式,如下所示: 大号中号我Ñ= V我ñ− V小号一个牛逼− VØ ü Ť一世p ķ(š 瓦特我吨Ç ħ )ŤØ ñ大号米一世ñ=V一世ñ-Vs一种Ť-VØüŤ一世pķ(sw一世ŤCH)ŤØñL_{min} = \frac{V_{in} - V_{sat} - V_{out}}{I_{pk}(switch)} t_{on} 但这意味着随着I pk(开关)(例如,最大开关电流)减小,最小电感器尺寸会增大。这由交互式计算器(例如this)支持,它们显示出相同的效果。 为什么会这样,这是否意味着调节器仅在峰值负载下运行才可以按设计工作,因此如果我想处理较小的负载,则需要增加电感器尺寸?

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降压转换器IC为什么会发生故障并爆炸?
我有一个已部署的设计,在该设计中,我们在PCB的12V至5V降压降压转换器部分中遇到了较高的故障率(〜4%)。降压转换器在电路中的作用是将12 V输入(从连接的铅酸电池)降压至5V,然后将其馈送到USB-A插座以进行电池充电。 所有返回的单元都具有相同的特性升压降压转换器IC。 该集成电路是德州仪器(TPS562200DDCT)的制造商(信誉卓著,所以我知道) 这是数据表。 这是发生故障的单元的图片: 这是原理图: 这是板子那部分的PCB设计文件: 在分析降压转换器IC的故障时,我认为您可以忽略低电池切断电路。当电池电压降至11 V以下时,该部分电路仅使用参考电压和低端旁通FET来将电池的负极端子与其余电路断开。 在我看来,连接到USB插座的设备上的外部短路不会成为罪魁祸首,因为TPS562200DDCT内置了过流保护: 7.3.4电流保护使用逐周期谷值检测控制电路可实现输出过电流限制(OCL)。在关断状态期间,通过测量低侧FET漏极至源极电压来监视开关电流。该电压与开关电流成正比。为了提高精度,对电压感应进行了温度补偿。在高端FET开关导通期间,开关电流以VIN,VOUT,导通时间和输出电感值确定的线性速率增加。在低端FET开关导通期间,该电流线性减小。开关电流的平均值为负载电流IOUT。如果监测到的电流高于OCL电平,则转换器将保持低端FET导通并延迟创建新的设置脉冲,即使电压反馈环路需要一个,直到当前级别变为OCL级别或更低。在随后的开关周期中,导通时间设置为固定值,并且以相同方式监视电流。如果过电流条件存在连续的开关周期,则将内部OCL阈值设置为较低的水平,从而减少可用的输出电流。当开关电流不高于下限OCL阈值时发生切换周期时,计数器将复位并且OCL阈值将返回较高值。这种过电流保护有一些重要的考虑因素。负载电流比过电流阈值高出峰峰值电感器纹波电流的一半。而且,当电流受到限制时,由于所需的负载电流可能高于转换器提供的电流,因此输出电压趋于下降。这可能会导致输出电压下降。当VFB电压降至UVP阈值电压以下时,UVP比较器检测到它。然后,该设备在UVP延迟时间(通常为14μs)后关闭,并在打ic时间(通常为12 ms)之后重新启动。 那么,有人知道这是怎么发生的吗? 编辑 这是参考设计的链接,我以前使用TI WEBENCH Designer提出了降压转换器的组件值和工作点:https ://webench.ti.com/appinfo/webench/scripts/SDP.cgi ? ID = F18605EF5763ECE7 编辑 我在实验室中进行了一些破坏性测试,可以确认如果我插入反极性的电池,我会得到看起来非常相似的熔融塑料堆,而Buck转换器曾经是。由于我们选择的电池连接器确实提供了较高的偶然反极性插件机会(例如4%几率->眨眼眨眼),因此这似乎是造成我们观察到的大多数故障的原因。

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在快速(〜3MHz)降压SMPS中使用时,电感器的自谐振频率有多重要?
我正在使用3 MHz降压稳压器LM2734Z。它的速度非常快,这意味着它具有一个小的电感器。 我想知道的一件事是电感器的自谐振频率有多重要?我正在使用它将4.8V至20V降低至3.3V±5%。 我找到了一个3.3µH 2A电感器(按照数据手册中3.3V @ 1A的建议,我将输出额定为最大400mA)“ SDR0604-3R3ML”。它的自谐振频率为60 MHz,似乎与3 MHz完全不同,但是它是一个倍数,我想知道是否有谐波进入? 即使这种情况还可以,是否有经验法则来避免某些共振频率(即,它们是否匹配?)

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降压转换器的输出电压的振荡来自哪里?
我目前正在建立一个降压转换器。其主要参数如下: 24V输入 5V / 3A输出 能够承受由电源LED开关(〜2A)引起的大负载瞬态电流 我从TI选择了一个同步降压转换器,它在电气特性,封装和成本方面满足我的需求:TPS54302。根据数据表的建议和公式设计了第一个原型。PCB的布线模仿了转换器的评估板。 这是原理图和CAD: (4层板,第2层和第3层是隐藏的。它们分别包含GND平面和电源平面) 此设计上还有额外的电容器占板面积,以便能够测试不同的组件配置。 当我实际测试该板时,我对主要特征感到满意:效率,输出电流和电压,输入和输出纹波。 但是,我想测试电源的稳定性,这是我开始观察意外行为的地方。我没有任何网络分析仪或信号发生器,无法测量相位裕度。取而代之的是,谷歌研究建议我在施加瞬态负载电流(瞬态负载电流约为1A,上升/下降时间<1µs)时测量输出电压的变化。幸运的是,我有一个MOSFET驱动板上的电源LED。我只需要短路LED即可产生瞬态电流。 下面的示意图显示了我的测试设置,其中MCU_GPIO_1生成PWM信号,并且MCU_GPIO_2连续设置为高电平。 如您所见,当释放电流负载时,输出电压会出现明显的振荡。为了了解这些振荡的起因,我进行了以下测试: 使用前馈电容器C10的值 更改输入电容器配置(更多MLCC) 添加一个与24V输入串联的铁氧体磁珠(代替D2保护二极管) 更改输出电容器配置(多个MLCC或1个大聚合物电容器) 到目前为止,这些“盲”测试使我无处可去。我正在寻找新的线索,以便在开始第二轮原型设计之前了解这里的情况。所以,这是我的问题: 如何仅在电流释放时而不在电流消耗上产生振荡? 什么可能是这里的不足元素:路由?输入过滤器?其他? 谢谢你的帮助 :) PS:这是我关于StackExchange的第一个问题。任何改进我的问题形式的建议都欢迎:) 编辑:安迪·阿卡(Andy Aka)在评论中给出了答案:这是一个与探头接地不良有关的问题。这张图片总结一下: 图片来源 您不会再抓住我犯那个粗心的错误!

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如何为以下降压稳压器选择正确的电感值?
首先,我对数学有些反感,而且我不是电子天才,所以我做的事情是出于娱乐和学习目的。 我正在研究降压转换器电路,以将USB Vbus 5V转换为3.3V。我选择了AP5100,发现要找出某些组件的正确值非常具有挑战性。 数据表整齐地在第6页的表1中指定了R1(49.9kΩ)和R2(16.2kΩ)的值,以建立3.3V的输出电压,但是我发现这有点不理解,了解如何计算L1电感的电感值。数据表在第2页,图3中指示为3.3µH: 我想更好地理解3.3µH的计算方式,如果这实际上是我的应用程序的正确值。 现在回到数据表,用于计算L的公式表示为: L = VÒ ù 吨× (Vi n − VØ ü Ť )V我Ñ × Δ 我长× f小号w ^大号=VØüŤ×(V一世ñ-VØüŤ)V一世ñ×Δ一世大号×F小号w ^ L = \frac{Vout \times (Vin - Vout)}{Vin \times \Delta IL \times fSW} 其中ΔIL是电感器纹波电流,而fSW是降压转换器的开关频率。 数据表指出: 选择电感器纹波电流为最大负载电流的30%。最大电感峰值电流由以下公式计算得出: 一世大号(中号一个X)= 我大号Ò 甲d + Δ 我大号2一世大号(中号一种X)=一世大号Ø一种d+Δ一世大号2 IL(MAX) = ILOAD + …

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可以并联降压调节器的输出吗?
我正在使用MCP16322降压稳压器,该稳压器由12V供电,并输出5V和2A。可以并行连接其中两个的输出吗?并联连接输出是否会破坏调节器输出上的最大电容值?通过二极管并联输出更好吗?二极管将导致0.7v的压降,但我宁愿避免这种压降。 这是应用电路。

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为什么降压(降压)开关稳压器需要电感器和二极管?
因此,我至少在基本水平上了解降压和升压开关转换器的工作方法。不过,令我感到困惑的是,为什么降压转换器特别简单。 为什么不将降压转换器作为一个为电容器充电的开关,而由比较器控制该开关,将输出电压与参考电压进行比较呢?那不是更简单吗,可以让您使用更容易和更便宜的电容器代替电感器,而完全跳过二极管吗?

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对于Vin-Vout的微小差异,是否值得使用LDO与降压稳压器?
我想将250V左右的电压从5V降至3.3V。 据我所知,有两个选项可供考虑: 降压:更多的空间,更高的成本 LDO:更少的空间,更低的成本,更难以散热(?),效率更低(?) 我想知道LDO在做这项工作时会更高效,更好吗?我听说6V至5V解决方案通常使用LDO代替降压稳压器,因为它们效率更高,但是我想知道这是否适用于5V至3.3V?
14 buck  ldo 

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在Buck拓扑中使用MOSFET代替续流二极管的目的是什么?
(来源) 我通常会看到Buck电路模型,其中使用MOSFET而不是续流二极管。我从Buck拓扑中了解到,当上MOSFET关断时,下一个MOSFET导通或关断都无关紧要,因为电流将从地流过体二极管流到电感。 那么,为什么他们要使用第二个MOSFET?MOSFET通常比二极管贵,不是吗?这不是过度杀伤力吗?还是以某种方式使电路更好?

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降压/升压开关调节器的噪声问题
我正在为一个研究项目设计一种电气设备(我是一名博士生,但不幸的是没有EE!)。有关该设备的更多信息,请访问http://iridia.ulb.ac.be/supp/IridiaSupp2012-002/ 最后一个原型存在电源问题,因此我尝试通过设计一个新的更好的原型来克服这些问题。由于该设备由锂离子电池供电,因此我决定使用LTC3536降压/升压型开关稳压器:http ://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3536fa.pdf 我基本上将参考实现(数据表的第1页)用于1A / 3.3V电源,如下所示:( 来源:ulb.ac.be) 共有三个独立的接地层:来自电池的PGND,GND,正常接地以及用于模拟传感器等的AGND。 这是我在Eagle中设计的板。我已经注意到与参考设计存在一些差异,例如C3和C4应该离LTC(U3)更近:( 来源:ulb.ac.be) 这是我在VCC上看到的输出(有或没有负载,Vin = 4.7V)如您所见,Vpp很大!Vin <4.3V时较小,但仍相当可观。 (来源:ulb.ac.be) 通过将C3和C2移近LTC,并在C7处增加了另一个1µF的电容,我做了一些反复试验。这并没有太大帮助。然后,我用220µF的电容代替了C7,而不是数据手册中提到的22µF。这样,Vpp为〜200mV。这比数据表中指定的要好得多,但还有很长的路要走。另外,只有Vin> 4.3V时才是这种情况;低于此阈值Vpp仍超过2V。我想是改变的是升压还是降压,但是我真的不知道如何纠正。 现在的问题: 我想知道我是否犯了一个受过训练的人显而易见的错误? 当数据表中给出的噪声仅为40mV时,为什么Vpp如此之大? 除了随机插入不同的输出电容器外,还有其他解决方法吗?

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为什么要为Buck转换器计时?
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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提升还是降低收益更好?
我正在使用由中档PIC驱动的旧PC风扇(4引脚PWM)制造焊锡烟雾抽取器。 风扇需要12V @最大0.28A的功率和5V PWM @最大5mA的功率来控制RPM。因此,我将以5V电压运行PIC,因此我将需要5V和12V电压。我认为与PIC相比,PIC不会消耗太多功率,即使我也计划有一个IR接近传感器,这样当我的手移到要焊接的位置时,我可以提高风扇速度,而当我将其移到要焊接的地方时,可以再次降低速度我受够了。 我尚未决定是否使用壁式疣或电池,但想知道可用选项的优缺点。 因此,作为示例,我假设我可以使用5V壁式电源适配器为系统供电,并使用DC Boost转换器为风扇获取12V。 或者,我可以使用12V壁式电源为系统供电,并使用DC buck转换器为PIC等获得5V。 除了零件的成本和可用性外,还有什么标准可以决定一种选择?这是一个一次性的个人项目,因此,商业考虑并不那么重要(尽管仍然很有趣),我认为可能存在一些我不知道的实际问题(例如电源轨之间的噪声,效率?)。 有人可以给我一些有关如何做出这些决策的见解吗?

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降压转换器,啸叫/啸叫电感器
我的自制降压转换器有问题。它基于带有我的分立MOSFET驱动器的TL494控制芯片。问题是,当输出电流超过某个值时,我的电感器会吱吱作响。 作为电感器,我首先使用了来自旧ATX PSU(黄色带一个白面)的普通环形扼流圈。但是我注意到它确实很热,这不是我铜线的损耗,它是不适合开关应用的磁芯,而是用于滤波目的。然后,我拆解了一个小的铁氧体变压器,将自己的电感器缠绕在其上,但它再次发出吱吱声。 然后我认为这可能是由于磁芯没有理想地粘合在一起,所以我决定在更大的变压器上进行此操作(可能是具有圆形中心部分的EPCOS E 30/15/7,但不幸的是,我不知道芯子中使用的材料以及是否有间隙),但是这次小心地移除了绕组而没有拆开芯子。 结果是可以接受的(我的信号发生器尚未到达,因此我无法精确测量电感,但是它在10uH的范围内,共6匝(使用几根导线以减少趋肤效应)。它仍然在发出吱吱声,但仅在我的LED照明可能无法达到的电压和电流下(基本上,我想创建自己的DC-DC转换器来控制施加到LED的电压,而不是使用PWM,这会产生过多的EMI) )。 这是波形(电流流过电感器,在0.082Ω电阻器上测得的电压降〜0.1Ω),当我使用铁粉芯(黄白色)作为电感器芯时,我捕获了这些波形。每个波形都是直流耦合的。 低输出电流:约。1A 中等输出电流:2A 高输出电流:约。3A。在此级别开始吱吱声。但我必须强调指出,电感器磁芯已加热至 90℃。从上方看,它基本上看起来像一个波形,但由低频正弦波调制。 如果不触摸0A,则无法使电流波形在一定水平之间振荡。我看到它不应该在在线波形图和带有示波器的OSKJ XL4016降压转换器中达到。看起来像这样:(对绘制的波形很抱歉,但不幸的是我没有保存它;这只是证明了这一点) 这是在开始吱吱声时我用电流铁氧体变压器电感得到的波形。 通道1(黄色):电流 通道2(蓝色):电感两端的电压。 此时出现吱吱声。我尝试增加和减少输出电容器,但通常无法解决问题。另外,当我触摸非隔离的MOSFET散热器时,振铃会减弱,我什至不知道为什么这种振铃甚至存在。 这是我的原理图(这并不是我的PCB板上的全部,但变化只是微妙的,例如电位计而不是2个电阻器以及经过微调的电容器值,以获得100 kHz的频率)。引脚2当前连接到Vref,引脚16连接到GND,以永久打开转换器,Vin –输入电压= 24V。由于二极管D5看到的峰值电流很高,因此用5A的更耐用的二极管代替了它: 最终,D4,C2,R15被更好,更强大的解决方案所取代,但它不会影响电感L1上的波形。这是我的PCB布局,它是为不同的应用设计的(要求最大0.5A – 1A,因此我没有在其中添加任何散热器)。同样,一些电阻和电容的值经过手动调节,以使其在满载时的效率达到〜86%,浪费的大部分功率发生在MOSFET Q7中,这可能是由于栅极信号和Rds的上升沿和下降沿缓慢造成的(on),为0.3Ω。 现在(在测试过程中)电感器悬挂在焊料层上方(因为它太大而无法容纳在指定的空间中,所以当我设计该板时,我不知道我不能使用普通的铁粉芯,而另一端转换器,基于LM2576,它工作正常,但是电压调节存在问题,因此我想设计一个。最后,我记录了在该电压下的电压和电流,在该电压下电感器开始发出可听见的吱吱声,结果如下: 5 V – 0.150 A←最小输出电压 6 V – 0.300 A 7 V – 0.400 A 8 V – 1 A 9 V …

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路由降压/升压DC / DC转换器
我需要一些电源布局方面的帮助。由于我没有必要的经验,因此我将前两次迭代都搞砸了,我想避免再次进行昂贵的运行。 为了完整起见,这是先前的(相关)问题: 降压/升压开关调节器的噪声问题 我的设备由锂离子电池供电,但需要3.3V的工作电压。因此,Vin = 2.7-4.2V,Vout = 3.3V。我决定使用LTC3536降压/升压型开关稳压器:http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3536fa.pdf 我基本上将参考实现(数据表的第1页)用于1A / 3.3V电源。这是原理图: 有三个独立的接地层:PGND,来自电池并连接到LTC3536;GND是从引脚3分支出来的信号地,而AGND则用于从GND平面分支出来的模拟传感器等。 这是2层板的最新版本。红色是顶层,蓝色是底层。它与LT的演示板非常接近。我注释了不同的接地平面以及VBATT和VCC。 设计注意事项 我试图坚持我在数据表中找到的建议以及对上一个问题的回答。如上所述,我使用3个不同的接地层,并使用0欧姆电阻将其单点连接。我尝试使用类似星形的方法来路由VCC。AVCC使用0欧姆电阻连接到VCC。 问题 先前设计的问题之一是我使用芯片侧面的过孔连接了U3的裸露焊盘。这需要很多空间。我现在意识到LT在其演示板上直接在裸露焊盘下方添加了过孔。我不知道这是可能的-我需要对这些通孔做一些特别的事情吗? 我对地平面的位置不确定。此刻,GND平面从引脚2/3伸出,并使用0 Ohm电阻连接到AGND和PGND平面。该电阻的放置是一种随机的atm。 整个电路使用MAX16054软性电源开关IC切换,该IC连接到U3的SHDN(引脚10)。MAX16054连接至VBATT和GND(非PGND)。这可能会引起问题吗? 任何意见将不胜感激!

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这是正常的降压稳压器行为吗?
我最近开始尝试降压型稳压器,但是我的结果并没有达到我的预期。对于我来说,纹波电压似乎有点高,在没有负载的情况下约为800mV,在恒定的1A负载下会上升至4.5V 。公平地说,只有短暂的尖峰会产生这种波纹。这是没有负载的调节器的截图: 在1A时,输出电压下降约100mV,电压尖峰变得相当大: 我在数据表中给出的设置中使用XRP7664,但将输出电压更改为6V(第1页的示意图,R1更改为56k)。该电路建立在分线板上,并通过电线进行连接。我的问题是:降压稳压器是否正常工作? R1更改为56K

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