本帖最后由 长大养猪怪我咯 于 2016-8-23 15:25 编辑 , \5 F$ O, ?" k! |/ x3 j6 m( B7 {
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PCB3D视角
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连续调压
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过流保护, a* Y/ H8 \- ]1 R! ]9 S
7 i/ Y! Y* m; E4 |& v3 M保护恢复
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/ | O/ A& A, b |: ^从最基本的说起吧,DC-DC的变换电路有很多种,线性电源、开关电源、电荷泵,线性电源大家比较熟悉的应该就是78XX系列的芯片了,电荷泵主要用在小电流的应用中,我们也不加讨论。主要讲讲开关电源,我呢也是一个先学先卖的人,就对照资料啥的随便介绍下拉,权当是开源本设计前的一点准备工作。
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: p1 S( ~2 [" Q& D开关稳压器的工作原理,就是通过控制电路来控制开关器件的通断,配合负反馈完成稳压,跟线性稳压比起来,具有效率高体积小的特点,但是输出没有线性电源稳定。开关电源的基本结构有很多种,包括BUCK、BOOST、BUCK-BOOST、CUK等非隔离式的DCDC变换器,也有Flyback、LLC等隔离式的DCDC变换器。
8 e% V( j7 I, Z/ I0 k# d开源的这个设计,是以buck拓扑为核心,配合F334的高级定时器的PWM、PI算法,实现的一个很简单的闭环控制,设计输入电压60V时,输出电压可调,输出电流最大5A,输出最大功率在200W左右。 | 5 s% V! }" Y4 k
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系统框图如上,首先说明我这款电压是从HP电源的基础上增加人机界面和改善栅极驱动做的,也是征得了原作者的同意,在此表示感谢,借这个机会分享下自己的心得。
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BUCK电路的基本结构如上图所示,相信大家基本或多或少对这个结构都有一定的了解。简单说下,S1闭合时,输入的通路为S1到L1到电容C2以及负载,S2关断时,L1中储存的能量经过D1形成新的回路,如此循环往复,在此过程中实现能量的转移,输出与输入电压的比值为占空比D。" J; l/ r. u. B/ _# F/ P8 t
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同步BUCK,就是采用导通电阻特别低的mosfet来代替续流二极管,以此来提高整个拓扑的工作效率。基本图如下:- M8 [* U" \% a5 C% I! h
# O9 s5 B1 y0 `8 m4 a3 x5 h在有了以上了解的基础上,开始本设计的电路设计,亦即在同步buck的基本拓扑之上展开设计,最终设计如下: |
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图中采用了无电解电容设计,这样虽然纹波可能会大一点,但是响应的体积却小了很多,实际测试中,纹波在100MV以下。电感和电容的取值有响应公式可以推到,这里不多赘述,直接给大家提供一个小工具,输入参数就可以计算出结果的小工具:
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