DCDC电路分析精讲-PPT

单击此处编辑母版标题样式,DC-DC,电路分析,市场质量部陈允保,Dec,2007,DC-DC,的定义,广义：,凡是直流变换成直流的电路都可称为,DC-DC,电路，常见的有开关变换和线性变换两种方式。,狭义：,通过开关变换方式将直流变换成直流的电路称为,DC-DC,电路。,DC-DC,电路必须有调整管，调整管工作于开关状态或线性放大状态就决定了其工作方式。,线性变换方式效率低，只有,30%50%,，调整管需要外加散热板；,开关变换方式效率最高可达,98%,，几乎不需要外加散热板。,DC-DC,电路的分类,1,、升压、降压和变极性类,2,、电流反馈和电压反馈类,3,、隔离和非隔离类,4,、同步和异步类,同步类效率高，适合大功率场合，效率可达,98%,，应用较为广泛，但纹波干扰大，在输入输出端需增加纹波抑制电路。,工作原理,如图所示，基本电路由开关,K,（实际电路中为三极管或者场效应管），续流二极管,D,，储能电感,L,，滤波电容,C,等构成。,当开关闭合时，电源通过开关,K,、电感,L,给负载供电，并将部分电能储存在电感,L,以及电容,C,中。由于电感,L,的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立刻达到电源电压值。一定时间后，开关断开，由于电感,L,的自感作用（可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用），将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管,D,的正极，经过二极管,D,，返回电感,L,的左端，从而形成了一个回路。,通过控制开关闭合跟断开的时间（即,PWM,脉冲宽度调制），就可以控制输出电压。如果通过检测输出电压来控制开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。,在,LCD,数字板上的应用,1,、降压：,2,、升压：,DC-DC,12V,5V,12V,1.8V,DC-DC,DC-DC,12V,33V,一、,MC34063,组成的,DC-DC,电路,MC34063,简介：,1,、能在,3.040V,的输入电压下工作；,2,、带有短路电流限制功能；,3,、低静态工作电流；,4,、输出开关电流可达,1.5A,；,5,、输出电压可调；,6,、工作频率从,100HZ100KHZ,；,7,、可构成升降压或反向电源变换器；,8,、基准电压,V,REF,=1.25V,。,MC34063,内部框图：,内部框图的电路解释：,振荡器通过恒流源对外接在,3,脚上的定时电容不断地充电和放电以产生振荡波形。充电和放电电流都是恒定的，所以振荡频率仅取决于外接定时电容的容量。,Vpp,=800mV,T=25us,f=40KHz,与门的,C,输入端在振荡器对外充电时为高电平，,D,输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平，当,C,和,D,输入端都变成高电平时触发器被置为高电平，输出开关管导通，反之当振荡器在放电期间，,C,输入端为低电平，触发器被复位，使得输出开关管处于关闭状态。,稳压原理：当输出电压升高，,5,脚分得的电压相应升高，高于,1.25V,时 比较器翻转为低电平，与门输出低电平，触发器输出低电平，开关管提前截止，对电感的储能减小，输出电压降低。,峰值电流,Ipk,感应端,7,脚，通过检测连接在,Vcc,和,7,脚之间电阻上的压降来完成电流限制功能。,当,7,脚检测到电阻上的电压降超过,300mV,时，电流限制电路开始工作，这时通过,3,脚对定时电容进行快速充电，以减少充电时间和输出开关管的导通时间，结果使得输出开关管的关闭时间延长，达到限定输出电流的目的。,MC34063,组成的升压电路：,Vout,=,（,1,R2/R1,）,1.25=,（,1,47/2.2,）,1.25=27.95V,Iout,=0.3/Rsc=0.3/0.22=1.36A,（最大限定电流）,MC34063,组成的降压电路：,Vout,=,（,1,R2/R1,）,1.25=,（,1,3.6/1.2,）,1.25=5V,Iout,=0.3/Rsc=0.3/0.33=0.9A,（最大限定电流）,MC34063,组成的反极性电路：,Vout,=,（,1,R2/R1,）,1.25=,（,1,8.2/0.953,）,1.25=12V,Iout,=0.3/Rsc=0.3/0.24=1.25A,（最大限定电流）,MC34063,组成的电流扩展电路：,MC34063,组成的正负电压电路：,MC34063,组成的隔离输出电路：,在,LCD,数字板上的应用（冠捷）：,二、,LM2596,降压型,DC-DC,电路,LM2596,简介：,1,、,3.3V/5V/12V,的固定电压输出和可调电压输出,2,、可调输出电压范围,1.2V,37V4%,3,、输入可高达,40V,，输出线性好且负载可调节,4,、,150KHz,的内部振荡频率，输出电流可高达,3A,5,、低功耗待机模式，典型值为,80A,6,、,TTL,断电能力，具有过热保护和限流保护功能,7,、外围电路简单，仅需,4,个外接元件,8,、基准电压,V,REF,=1.235V,LM2596,内部框图：,LM2596,各脚功能：,Pin,Symbol,Description,1,VIN,电源输入,2,OUTPUT,输出端。,有固定的,3.3V,、,5V,、,12V,输出（后缀分别为,-3.3,、,-05,、,-12,），也有,1.2V37V,可调输出,3,GND,地,4,Feedback,反馈,5,ON/OFF,芯片起动和关断端。,该脚为低电平时芯片起动，该脚为高电平时芯片关断,5V,固定输出典型应用：,可调节输出典型应用：,在,LCD,数字板上的应用（,26H/GM21,）：,GM21,机芯无,Q6,5,脚直接接地。,三、,MP9583,降压型,DC-DC,电路,MP9583,简介：,3A,输出电流，可编程软起动,0.1,的内部功率,MOSFET,开关,输出接陶瓷电容具有低,ESR,的稳定性,可达,95%,的效率，,20uA,的关断模式电流,固定的,385KHz,工作频率,过热保护，周期性的过流保护，欠压锁定,输入工作电源范围宽：,4.75V-23V,输出可调范围：,1.22V-21V,基准电压：,V,REF,=1.222V,MP9583,内部框图：,MP9583,各脚功能：,Pin,Symbol,Description,1,BS,自举电容,2,IN,电源输入,3,SW,开关输出,4,GND,地,5,FB,反馈,6,COMP,补偿,7,EN,使能,高电平开，低电平关，开路自动起动,8,SS,软起动,2.5V,固定输出典型应用：,V,OUT,=1.222,（,1,R1/R2,）,在,LCD,数字板上的应用（,MS89,）：,四、,MP1411,降压型,DC-DC,电路,MP1411,简介：,2A,输出电流，可达,95%,的效率,0.2,的内部功率,MOSFET,开关,输出接陶瓷电容具有低,ESR,的稳定性,23uA,的关断模式电流，可编程的欠压锁定,固定的,380KHz,工作频率,过热保护，周期性的过流保护,输入工作电源范围宽：,4.75V-18V,输出可调范围：,0.92V-16V,基准电压：,V,REF,=0.92V,MP1411,内部框图：,MP1411,各脚功能：,Pin,Symbol,Description,1,、,3,NC,不连接,2,BS,自举电容,4,IN,电源输入,5,SW,开关输出,6,GND,地,7,FB,反馈,8,COMP,补偿,9,EN,使能，,高电平开，低电平关，开路自动起动,10,SS,软起动,3.3V,固定输出典型应用：,V,OUT,=0.92,（,1+R1/R2,）,在,LCD,数字板上的应用（,MC77,）：,五、,SC1102,组成的,DC-DC,电路,SC1102,简介：,1,、基准电压,V,REF,=1.265V,2,、效率高达,95%,的同步运行,3,、,Rds,电流感应,4,、芯片内具有电源和过压保护功能,5,、很少的外部元件,6,、软起动功能,7,、芯片使能功能,SC1102,内部框图：,SC1102,各脚功能：,3.3V,固定输出典型应用：,V,OUT,=(1+R9/R8),1.265,在,LCD,数字板上的应用（,GC32,）：,六、,IRU3037,组成的,DC-DC,电路,IRU3037,简介：,1,、运行于单,5V,或,12V,供电的同步控制器,2,、内部,200KHz,固定频率电压模式,3,、软起动功能,4,、,500mA,峰值输出激励能力,5,、当控制,MOSFET,短路时保护输出,6,、基准电压,V,REF,=1.25V,IRU3037,内部框图：,IRU3037,各脚功能：,Pin,Symbol,Description,1,FB,反馈端,2,VCC,内部低侧供电,3,LDrv,低侧激励输出,4,GND,地,5,HDrv,高侧激励输出,6,VC,内部高侧供电,7,COMP,补偿,8,SS/SD,软起动,3.3V,固定输出典型应用：,V,OUT,=(1+R6/R5),1.25,在,LCD,数字板上的应用（,MS18,）：,七、,DC-DC,电路检修注意事项,DC-DC,电路效率高，温升低，元件少，因此故障率相对较低，检修也较容易。但输出开关管、续流二极管接有感性负载，且工作频率高、电流大，因此输出部分的元件故障率相对高一些。,DC-DC,电路输出开关管有三极管和,MOSFET,之分，三极管多集成在,DC-DC,集成块内部，,MOSFET,有集成在,DC-DC,集成块内部，也有外接的双,MOSFET,。,续流二极管工作于高频大电流状态，多采用恢复时间短的肖特基二极管。,DC-DC,电路无输出应重点检查开关管和续流二极管，续流二极管多为击穿损坏；,代换续流二极管时，不能用普通的整流管代换，应选用快速恢复二极管；,输出电压过高或过低，应重点检查,DC-DC,集成块,FB,反馈端外接的两个取样电阻；,不能断开两个取样电阻通电检修，否则稳压反馈环路失控，开关管会冒烟烧坏；,代换外接的双,MOSFET,时，应充分考虑它的类型以及,I,D,、,V,DS,、,R,DS,等重要参数；,当更换双,MOSFET,后开机，,MOSFET,再次冒烟损坏，多数是由于,DC-DC,电路负载有严重短路现象。,THANKS!,Dec,2007,