在上两篇学习记录中说到了利用运放的滞回比较器产生一个三角波,再利用这个三角波接入一个比较器产生方波。另外就是BUCK的一个电路,分别如下图所示:

产生方波:

关于BUCK降压的一些学习笔记3-->最简单的BUCK电路


该图中C1电容的上端就可以直接产生一个三角波,其频率可调节C1电容或者R7充放电电阻。该电路我已经实际焊接出来真实可用。产生的波形图如图所示:

关于BUCK降压的一些学习笔记3-->最简单的BUCK电路

那么关于这个三角波的幅值计算方法大致有如下。

当比较器输出高电平时:

等效电路如下:

关于BUCK降压的一些学习笔记3-->最简单的BUCK电路   

比较器输出高电平时,其等效电路如上图所示。R8的上端为比较器的正输入端,其高电平阈值计算如下:并联上拉电阻约为868Ω,就是很简单的并联公式,然后根据分压公式可计算出Vth约等于9.4V。

当出较器输出低电平时等效电路如下图所示:

关于BUCK降压的一些学习笔记3-->最简单的BUCK电路

很明显可以算出比较器的Vtl电平阈值。最终就得到了滞回比较器的两个阈值。

 

那么,该处的三角波是怎么得到的呢?

首先,在系统初始上电的时候,C1电容是没有电的,比较器的负输入端直接被拉到低电平,但是比较器的正端是直接由两个电阻分压而来,所以系统在初始时输出高电平,此时通过这个输出的高电平给C1电容进行充电。那么这时候,运放输出高电平,阈值为Vth=9.4V,也就是说,现在只能当比较器的负输入端大于9.4V的时候,才能输出低电平,简而言之就是电容上的电压会充到9.4V,这个时候继续往上冲,那么比较器负输入端大于正输入端,那么比较器输出低电平,此时C1电容开始放电。因为此时比较器输出低电平,Vtl的阈值时可以算出来的,这个时候只有电容负端一直放电,放到Vtl时 比较器正端大于比较器负端,此时停止充电  输出高电平开始给C1电容充电。如此往复,则产生了一个三角波。

 

那么也就是说  在这个图中,TP5测试点产生了一个三角波,通过这个三角波在和另外一个比较器IC1B的正端一个固定电压进行比较,可以在TP4产生一个占空比可调方波,通过调整RP1,也就是改变ICB1的5脚正端阈值就可以在TP4正端产生一个可调的方波。这里本来想贴一个示波器的图的,不知道为什么示波器读不出我的U盘了。


那么到目前为止,已经可以得到一个可调占空比的方波了。如何利用该方波去控制第一篇记录中的buck中的P管呢?

最终我借鉴别人的经验得到的图是这样的:

关于BUCK降压的一些学习笔记3-->最简单的BUCK电路

首先表明一下,我是个小白,上面的参数可能很多不准确,但是我最终想表达的目的是想得到一个效果,先实现一个降压的效果。

至于后面的BUCK拓扑中,关于器件的选取,简单描述一下就是:

续流二极管的恢复时间不能太长,也不能太短,太长可能还没有续流完成就再次导通了,太短的话,在开关频率较高时,可能会有EMC的影响(以上学习来自同学),还有就是二极管的反向耐压必须要大于VCC,一般加上余量可以认为1.2倍左右,比如这里12*1.2=14.4,也就是起码要大于14.4V,但是目前的很多二极管反向耐压都可以达到这个要求,另外考虑到恢复时间,这里就选择了B340A(肖特基)

 

电感L1  由于涉及到的计算比较复杂,而我这里只是为了验证一个结果,因此我实际焊接的时候,是焊接22uH的,BUCK中的电感,实际上只要保证不饱和,而且只是为了达到一个降压效果,不考虑其它参数,随便取都可以,一般取的大一点就是工作在CCM模式了,为了保证不饱和可以取的大一点。

C2和C3的电容的选取也比较复杂,为了验证一个结果,我这里焊接的是两个4.7uF的电容。

R11在本电路中为一个假负载,该假负载的作用是如果只对电容进行充电没有进行消耗,电容上只有充电电流,没有放电电流,可能会导致电容上的电压越来越高,最终导致电容炸开。这个假负载是为了让BUCK正常工作的,不管后级接不接负载,都需要这个电阻。根据我老师给我的经验就是,这个假负载一般在2K左右比较多。

 

以上纯属个人见解,更精确的选择我可能还需要进一步学习,后续也会记录一下我的学习过程。这里的选取很随意,大佬请忽略,哈哈哈~~~

但是我实际焊接出来~~最终我要的效果是实现了

该电路效果的实现是在:负载稳定不变,带负载能力差的情况下的,并且没有过压保护,以及负反馈的一个过程,这些电路在后续会陆续加上。


 

那么为什么这里比较器输出的PWM载波(固定占空比的方波),要接一个三极管开关,然后再去控制P管呢,这里主要是为了实现P管的快速开关。要实现P管的快速开关,那么前级驱动电流就要大。因此该处使用了一个N三极管驱动后级P管。

 

PS:关于这里电阻的取值:

R10:下拉电阻,目的是为了保证三极管的两态,他的取值要保证和比较器OC门上拉电阻R4分压电压大于0.7V,保证Q2的正常导通。

R3:Q1的上拉电阻,和R10一样,为了保证两态。另外和R6一起可以控制Q2的IC电流

R6:当Q2导通时。要保证R6和R3的分压保证Q1导通,这里就是0<Vb_q1<VCC-0.7V。

 

最终该电路可以通过调节RP1实现一个占空比可调的固定输出的最简单的BUCK电路。

 在暂时不加其它保护的基础上,进一步分析电感电容的一些取值,电感工作模式等。


真难啊~~~~~~~~~~~

 

 

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