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常用电路设计图解:新手如何快速上手电路设计

常用电路设计图解:新手如何快速上手电路设计二、 工作模式开关频率:2.4MHz输出电压:1.2V;输出电流:1.5A;电流纹波率:0.3;

在焊接条件允许的条件下可以选择较小的电容靠近芯片,来达到更好的去偶效果。例如:一般常用0402封装的电容放在芯片最近的地方,当然你也可以选择跟小的。但电容的耐压和容值一定要够……

技术实例---Buck电源电路计算全解析

本文接上篇,Buck电源电路作为汽车电子中通用的一种电路拓扑,被广泛应用于汽车的各种控制单元。以汽车ECU电控单元为例,ECU的内部供电电源包括供微处理器工作的5V、3.3V,部分处理器内核供电为1.2V和3.3V,因此对于ECU输入车载电池电压9V-32V而言,不能直接应用于该工作环境下,需要对输入电池电压进行降压处理。因此Buck电源电路作为性价比较高的一种电源拓扑广泛应用于ECU内部供电电路中。下面结合实际项目中ECU内部处理器1.2V内核供电的Buck电源电路从常见的电感、开关管等元器件参数选型到电源环路补偿和输出纹波等进行全面的分析设计,计算书源文件附加文末,欢迎大家交流学习。

一 、 技术参数

输入电压范围:9V-32V;

输出电压:1.2V;

输出电流:1.5A;

电流纹波率:0.3;

开关频率:2.4MHz

二、 工作模式

考虑到Buck电源电路为处理器内核供电,需要较高的控制精度和较小的输出电压纹波,因此设计该电路工作在CCM模式,采用PWM控制策略。

三、 环路补偿

环路补偿设计目标:①在穿越频率处,总的开环系统要有大于45°的相位裕量;②系统的开环增益曲线在穿越频率附近的增益斜率应为-1,即-20Db/每十倍频程;③增益裕量是开环系统模的度量,裕量太小可能导致开环增益刚好通过-1点,一般留有6dB的裕量。

四、其他

考虑到所选ECU电源管理芯片内部已集成MOS开关管,因此只需要完成电感、二极管等元器件的参数选型,但本计算依然给出了MOS的参数计算。

五、参数计算

常用电路设计图解:新手如何快速上手电路设计(1)

根据伏秒平衡原则计算电感感量,伏秒平衡原是Buck电源电路在稳定工作的情况下,电感感两端的正伏秒值与负伏秒值相等。这里需要注意的是电感的感量并不是元器件厂商所标数值,需要考虑制造精度、温度、电流等参数对电感参数的影响……

进阶电路设计

#征文#谈谈火爆的GaN驱动电路设计

现在市面上动不动就有消息称某某公司研究出了氮化镓快充,氮化镓作为第三代半导体它具有了Si MOS无可比拟的优势,随着手机充电速度的不断提高,自然功率等级不断提高,另一方面用户体验也需要考虑,功率越大体积越大,所以必须要选用更高效的器件来缩小充电器的体积。那我们来看看,GaN的驱动设计与Si有哪些不同。【以GaN sysytem的GaN HEMTs为例】

常用电路设计图解:新手如何快速上手电路设计(2)

与Si MOS的共同点:

1、真正的增强型器件(常闭型器件)

2、电压驱动

3、只需提供栅极漏电流Igss

4、能够通过驱动电阻Rg控制开关速度

5、与大部分Si MOS驱动芯片兼容

与Si MOS的差异:

1、极低的Qg:更低的驱动损耗;更快的开关速度

2、更大的跨导和更低的Vgs:需要-3~ 6Vmax栅极偏置电压即可导通(负电压可可靠关断)

3、更低的Vg_th:典型值1.5V

常用电路设计图解:新手如何快速上手电路设计(3)

目前各大半导体针对氮化镓的驱动芯片做了许多布局,大致如下:

当驱动电压Vdd高于6V时,需要负压生成电路吧Vgs转换成 6和-(Vdd-6)V,650V驱动芯片……

(DC-DC)电感电流“三兄弟”,极限条件来学习

电感在DC-DC转换电路中的地位十分重要,想要完美的设计DC-DC电路,肯定要对电感的电流特性以及相关定义非常熟悉,下面我们就一起学习电感中一些重要的电流参数!

我也是一边学习,一边跟大家分享我的学习成果,所以还是那句话,本人水平有限,如果有哪里讲的不对的地方还请各位看官大佬及时指正,互相学习,共同进步!

那我们言归正传,首先,电感在DC-DC电路中应用时,因为每个拓扑都是会达到动态平衡状态,也就是电感的在周期内的电流增量等于电流减量△I_ON=△I_OFF。

它在电路中的电流表现就如下图所示:

常用电路设计图解:新手如何快速上手电路设计(4)

由图可见:电感在动态平衡的电流波形中,引出三个重要的电流参数定义:

交流电流 直流电流 峰值电流 三兄弟,理解这三个电流参数意义重大。

交流分量电流:I_AC=△I/2 这里的△I也就是电感在充电,放电过程中的电流增减量,也就是图中电流的最高点与最低点的差值,交流分量电流也就是△I的一半,当然电感只有在电流不断变化的过程中才会产生感生电压,法拉第电磁定律相信大家都并不陌生。

直流分量电流:I_DC也就是平均电感电流,也是图中的I_L该电流值与负载电流I_O的关系,在上次DC-DC的转换原理中也做了介绍,在这需要特别注意的是(I_DC=I_O,降压电路)。(I_DC=I_O/(1-D)升压电路 升降压电路)。这里可能有小伙伴会问,为什么这三种电路的电感平均电流与负载电流的关系式有区别呢?这个其实很简单,是由于电感在电路中的位置所决定的,可以回过头三种转换电路的电路图,你就很轻松的理解了。

峰值电流:I_pk=I_DC I_AC 电感的峰值电流也就是直流分量与交流分量的叠加值,这个时候你可能会问?这个峰值电流有什么意义呢?对我们的设计有什么影响?

很显然,峰值电流对我们设计意义重大,参与设计的小伙伴都知道,极限值在我们电路设计中占有极具重要的意义,电感的峰值电流大小不仅影响着你前端开关管的极限能力,而且影响电感的磁场强度,没有用过电感的小伙伴可能不知道,电感的峰值电流跟磁场强度有关系,当磁场强度高于某个值时,电感会饱和,电感如果一旦饱和的话,就失去了对电流的限制作用,所以峰值电流这个参数相当重要,我们在实际的应用中要确保电感不会发生饱和。

写到这里不用我说,也肯定会有小伙伴们开始发问了?我们在实际的设计应用中?怎么考虑这些极限条件?换句话说,什么时候会出现这些极限条件呢……

反激变换器的设计连载-RCD吸收电路设计

基本的反激变换器原理图如下所示,在需要对输入输出进行电气隔离的低功率<75W~的开关电源应用场合,反激变换器(Flyback Converter)是最常用的一种拓扑结构(Topology)。简单、可靠、低成本、易于实现是反激变换器突出的优点;接下来我将电源的关键部分的设计进行说明!

常用电路设计图解:新手如何快速上手电路设计(5)

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