Synchroniczny konwerter napięcia obniżającego napięcie 3 A Układ scalony IC LMR33630BQRNXRQ1

1.

Zadaniem przetwornicy buck jest zmniejszenie napięcia wejściowego i dopasowanie go do obciążenia.Podstawowa topologia przetwornicy buck składa się z wyłącznika głównego i wyłącznika diodowego używanego podczas przerwy.Kiedy MOSFET jest połączony równolegle z diodą ciągłości, nazywa się to synchronicznym konwerterem buck.Sprawność tego układu przetwornicy buck jest wyższa niż w przypadku poprzednich przetwornic buck ze względu na równoległe połączenie tranzystora MOSFET po stronie niskiej z diodą Schottky'ego.Rysunek 1 przedstawia schemat synchronicznego konwertera buck, który jest obecnie najpopularniejszym układem stosowanym w komputerach stacjonarnych i przenośnych.

2.

Podstawowa metoda obliczeniowa

Przełączniki tranzystorowe Q1 i Q2 są N-kanałowymi tranzystorami MOSFET mocy.te dwa tranzystory MOSFET są zwykle określane jako przełączniki strony górnej lub dolnej, a MOSFET strony niskiej jest połączony równolegle z diodą Schottky'ego.Te dwa tranzystory MOSFET i dioda tworzą główny kanał mocy konwertera.Straty w tych składnikach również stanowią ważną część strat całkowitych.Rozmiar wyjściowego filtra LC można określić na podstawie prądu tętniącego i napięcia tętniącego.W zależności od zastosowanego w każdym przypadku konkretnego PWM, można wybrać sieci rezystorów sprzężenia zwrotnego R1 i R2, a niektóre urządzenia posiadają funkcję ustawień logicznych do ustawiania napięcia wyjściowego.PWM należy dobrać w zależności od poziomu mocy i wydajności pracy przy żądanej częstotliwości, co oznacza, że ​​w przypadku zwiększenia częstotliwości musi istnieć wystarczająca wydajność napędu do sterowania bramkami MOSFET, co stanowi minimalną wymaganą liczbę komponentów dla standardowego synchronicznego konwertera buck.

Projektant powinien najpierw sprawdzić wymagania, tj. wejście V, wyjście V i wyjście I, a także wymagania dotyczące temperatury pracy.Te podstawowe wymagania są następnie łączone z uzyskanymi wymaganiami dotyczącymi przepływu mocy, częstotliwości i rozmiaru fizycznego.

3.

Rola topologii buck-boost

Topologie Buck-Boost są praktyczne, ponieważ napięcie wejściowe może być mniejsze, większe lub takie samo jak napięcie wyjściowe, a jednocześnie wymagać mocy wyjściowej większej niż 50 W. W przypadku mocy wyjściowych mniejszych niż 50 W, pierwotna przetwornica indukcyjna z pojedynczym zakończeniem (SEPIC ) jest opcją bardziej opłacalną, ponieważ wykorzystuje mniej komponentów.

Przetwornice Buck-Boost działają w trybie buck, gdy napięcie wejściowe jest większe niż napięcie wyjściowe, oraz w trybie boost, gdy napięcie wejściowe jest mniejsze niż napięcie wyjściowe.Gdy przetwornica pracuje w obszarze przesyłu, w którym napięcie wejściowe mieści się w zakresie napięcia wyjściowego, istnieją dwie koncepcje radzenia sobie z takimi sytuacjami: albo stopnie obniżania i zwiększania napięcia są aktywne w tym samym czasie, albo cykle przełączania są przełączane naprzemiennie. i stopnie wzmacniające, każdy zwykle działający z połową normalnej częstotliwości przełączania.Druga koncepcja może indukować na wyjściu szum subharmoniczny, podczas gdy dokładność napięcia wyjściowego może być mniej precyzyjna w porównaniu do konwencjonalnej operacji obniżania lub zwiększania, ale konwerter będzie bardziej wydajny w porównaniu z pierwszą koncepcją.