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标题: 工作总结---BUCK电路（1） [打印本页]
作者: fallen    时间: 2014-6-18 18:55
标题: 工作总结---BUCK电路（1）
本帖最后由 fallen 于 2014-6-18 19:09 编辑
4 m% a; ^4 ~& h
! D& Y5 {: [% k6 S$ ?9 f( `  最近工作不多，特总结一下这些年的工作。
: q/ }- Y* {( K7 X  首先总结用的最多的电源IC  buck  AP3502E
  S; x7 [6 c! @/ y: V1 软启动" S0 F. g! O2 W' q9 t2 X. C
   AP3502E的PIN8为SS，意思就是soft-start-软启动。那么什么是软启动呢，软启动就是使得输出电压慢慢上升到固定值，目的很简单就是为了降低上电瞬间各器件的应力。图片如图1) I: j+ E+ L) j5 V. H
                                                                       & N; [* |0 t- O% z: j
  通常的设计在SS脚处接一个电容Css到GND。原理为给Css一个固定的充电电流，充满电压为0.925V。根据基础知识Q=CV,Q=It,可以很方便的计算出Css=(t*I)/V，其中I=5uA,V=0.925，整个渐变的过程所花的时间为t，一般我们在这个地方接100nF电容，计算出来为18-20ms。需要注意的是，这个地方还可以用来做分功率处理，比如电源瞬间负载能力不够，我们可以加大Css的值，也就是延长渐变过程。  l/ T6 F; @! b" q

8 a. Q# J- D1 v2 介绍几个BUCK DC-DC常用的词汇3 H7 S9 G, ^  w: q- L: V
   OCP：over current protection  过流保护，一般为检测峰值电流，AP3502E的峰值电流检测点为3.5A，03E的检测点为5.6A。在设计的时候需要严格注意此。
7 z7 x  c9 H% k9 e7 \' ?   OVP：over voltage protection   过压保护，这里指的是DC-DC的输出过压保护。当反馈点的电压大于1.1V（AP3502E）或者1.3V(AP3503E)的时候，功率开关管全部关断，当过压现象消失后，芯片重新恢复工作。: E* J" \/ I/ {5 N* n6 N
   SCP：short current protection   短路保护， 短路后，FB的电压会检测到小于0.3V，这个时候会触发短路保护功能，系统的工作频率降低到90K来保护IC，当此现象消失后，芯片重新恢复工作。1 E+ B( R7 h) u5 D$ K
   OTP：over tempeture protection 过温保护，主要是防止IC的结温度过高，当IC的结温超过160°C的时候，IC关闭内部功能与所有的MOSFET管，当此现象消失并且温度降低到130或者140°C的时候，芯片才恢复正常工作。/ K6 }8 ^" E( n& O, \
  UVLO：under voltage lock out  欠压保护，当输入的电压低于最小输入电压的时候，IC将不会工作。6 p# _/ a( m/ Q. d3 \$ _# M
, {3 C8 r" R- |5 X( K
3 电感的计算: d1 g" o. n( |% f/ R4 _0 B
   这里我们首先要设计电感。因为在设计的电感值决定了输入与输出电容的选择。我们一般常用的是12V TO  5V  以及12V TO 3.3，下面以12V TO 5V来做详细的介绍。- `: H5 P8 Y: M% w1 [) r( H
   （1）首先需要考虑的是最大输入电压VIN，由于12V的稳定系数在10%，所以我们取VIN=13.2V来计算，后面将会说明为什么要取最大值。, t3 C1 x/ {* p. [
   （2）VOUT=5V或者5.2V（如果要接移动硬盘的话），这个影响都不太大。
) A& l( D0 c8 `$ a  J   （3）假设工作在CCM的模式下，电感的纹波电流是连续。( g5 a# a% \$ b) Z3 B
   （4）根据电感电压与电流的定义V=Ldi/dt，取无源符号约定，得到VIN-VOUT=Ldi/dt，其中di为纹波电流，纹波电流我们一般假设为0.1-0.4的IOUTMAX，在此我们计算IOUTMAX=2A，并取纹波系数为0.4。- T3 ~  L6 N" C$ c1 Z& j/ v
   （5）dt为导通的时间，根据能量守恒可的dt=VOUT/(VIN*F)，其中F为开关的频率=340K。
- E6 f- ~# b/ J" W2 B   （6）带入到电感的电压与电流的关系公式中，得到L=[VOUT*(VIN-VOUT)]/(VIN*F*IOUTMAX*0.4)，这个是满足CCM条件下，最小的电感量，实际上需要的电感量必须大于此电感量。可以自己在EXCEL里面做好公式来计算，带入数值，最后的计算结果为L=11.4uH。这个时候我们可以适当的加大电感量并取标称值15uH.
7 F- B2 T. O, }' Q4 ?2 N/ `     (7) 注意到，如果把L看成是VIN的函数（VIN为自变量），那么对于这个函数求导，发现此导函数大于0，所以是单调递增，也就是说VIN越大，所需要的最佳电感量也越大。所以我们计算的时候要按照最大的输入电压来计算，如果按照最小电压计算的话，那么在最大电压的电感量将会很小，可能导致进入到DCM模式，使得纹波过大。
' p3 o9 e! n/ o% U: l$ Q( `   （8）最后，把15uH的电感带入到公式中，反推纹波电流大概为0.6A，那么电感的峰值电流Ipk=IOUTMAX+0.5*0.6A=2.3A，一般所选取的电感的饱和电流要大于此电流，比如你可以选择2.5A或者以上。另外说一个省成本的技巧，15uH/2.5A的功率电感可能不是那么好找或者比较贵，你也可以折中，因为我们一般都不会使用到2A的额定电流，一般都是1.5A左右，所以换算下来，你可以选择15uH/2A的电感，这个是比较常见的。最后我选择了15uH/2A/CD75的电感。

11.jpg (81.21 KB, 下载次数: 35)

图1

图1
作者: bingshuihuo    时间: 2014-6-19 08:12
不 错！！！！！！！！！大力支持
作者: liaotingkang    时间: 2014-6-19 09:20
高手，本人对EXCEL的操作不熟悉，请你把做好的表格提供给我一下，十分感谢，我的mail:liaotinkgna@163.com
作者: lzscan    时间: 2014-6-19 09:50
前段时间也专门总结了下BUCK电路的选型。只是在公司内网，没法共享出来。
作者: fallen    时间: 2014-6-19 11:27
liaotingkang 发表于 2014-6-19 09:20
2 F& |6 e% K. l; b" Z8 }# y3 O( b高手，本人对EXCEL的操作不熟悉，请你把做好的表格提供给我一下，十分感谢，我的mail:liaotinkgna@163.com
& s1 T0 I9 M0 ]# {
EXCEL的表格，就是一个简单的公式，很简单的，我就不传给你了。 " H  F1 n/ [4 M8 Z  Q$ L% {5 K+ \
在表格里面做好了公式，计算非常方便，还可以画波形。
作者: fallen    时间: 2014-6-19 11:29
lzscan 发表于 2014-6-19 09:50/ F2 `2 U7 L1 V
前段时间也专门总结了下BUCK电路的选型。只是在公司内网，没法共享出来。

: j7 g0 f4 O0 @  D' m. C! j; X2 ~有机会共享出来的，让我们也学习学习。
作者: bingshuihuo    时间: 2014-6-19 13:41
有机会共享出来，让大家学习一下啊
作者: cszyueluo    时间: 2014-6-20 16:19
电感增大未必就好，要看纹波电流的，如果纹波电流过大，那么动态响应就不会很好了
作者: fallen    时间: 2014-6-20 16:47
cszyueluo 发表于 2014-6-20 16:19
* \0 Z* s( f6 D' P3 r电感增大未必就好，要看纹波电流的，如果纹波电流过大，那么动态响应就不会很好了

' S2 V' D. \! E* L8 ]非常感谢你的指点，但是我的观点是：
7 w- Q. Z7 ~1 L4 c. V6 m. F4 Y纹波电流跟电感有关系，电感越大，纹波电流越小，你可以看计算的方法。
+ w3 R2 K: H8 J4 E1 s动态响应是跟电感有关系，而不是纹波电流的关系，因为电感中的电流是不能突变的，所以电感越大，动态响应越差。
作者: dqwuf2008    时间: 2014-6-20 17:00
支持原创，就需要你这种乐于分享的人
作者: fallen    时间: 2014-6-20 17:18
dqwuf2008 发表于 2014-6-20 17:00
8 b6 r' u) T( C/ `  q支持原创，就需要你这种乐于分享的人

% U7 e- B0 t; F: K7 T) i# s! \灰常感谢，以后我有时间就总结，希望多多指点。
作者: tdhoter    时间: 2014-6-20 17:48
值得学习！谢谢楼主
作者: huzf    时间: 2014-6-24 13:37
感谢楼主分享
作者: lxl    时间: 2014-6-24 17:09
楼主厉害
作者: Murphy    时间: 2014-6-24 17:33
支持原创、
作者: guoshaojun    时间: 2014-6-25 11:07
值得学习！谢谢楼主
作者: zslic78    时间: 2014-6-26 15:12
mark一下！
作者: xianzhi522    时间: 2014-9-3 20:29
总结的非常好。。楼主辛苦了
作者: liaotingkang    时间: 2014-9-4 08:43
fallen 发表于 2014-6-19 11:27
$ O3 d9 e$ x, w+ g6 HEXCEL的表格，就是一个简单的公式，很简单的，我就不传给你了。
) B: O) i/ k" ^在表格里面做好了公式，计算非常方便 ...
) z4 @( t; G6 ?0 c& p
请提供，啦，
作者: junzhi    时间: 2014-11-7 08:32
好东西。谢谢分享
作者: xxzhu163    时间: 2014-11-9 15:37
非常棒，多谢分享。
作者: 萧机子    时间: 2014-11-10 18:11
谢谢楼主
作者: 北落流云    时间: 2014-11-13 13:21
电感大了，纹波小，但是电感的体积响应会变大的
作者: rroyye    时间: 2014-11-14 13:40
谢谢分享开关电源知识
作者: 夯吉图    时间: 2014-11-14 14:10
赞，，精彩。学习了
作者: s471513142    时间: 2014-11-18 17:53
不错学习了。
作者: myl593799546    时间: 2014-11-19 00:44
学习，我都没这么透彻理解过，要好好学习了
作者: liaotingkang    时间: 2014-12-7 23:05
fallen 发表于 2014-6-19 11:27
  S" A1 ~2 k* l; e% Q5 tEXCEL的表格，就是一个简单的公式，很简单的，我就不传给你了。
0 O# @9 c6 o+ b- [% u% q在表格里面做好了公式，计算非常方便 ...

- I1 M- _7 D- [* r2 z# k; `+ {给表格我了，十分感谢！！
作者: fallen    时间: 2014-12-8 10:03
liaotingkang 发表于 2014-12-7 23:05) c: w4 |: ?: [2 x
给表格我了，十分感谢！！

7 M" c$ o' K) ]/ T过去大半年还在纠结表格，好吧，我就上传了。

buck电感计算.zip

1.75 KB, 下载次数: 443, 下载积分: 威望 -5

作者: liaotingkang    时间: 2014-12-8 11:56
fallen 发表于 2014-12-8 10:03! X. K, |6 i6 L* |' |1 f6 J
过去大半年还在纠结表格，好吧，我就上传了。

/ s7 G) H2 |6 b0 ]. ~十分感谢，: }# h5 Z, h# Q( c3 z
作者: 戏出东方    时间: 2014-12-9 22:06
支持一下  最近一直在做DCDC方面，基本公式都差不多   继续更新 看看
作者: fallen    时间: 2014-12-10 10:12
戏出东方 发表于 2014-12-9 22:067 q; [! h8 a3 r# u
支持一下  最近一直在做DCDC方面，基本公式都差不多   继续更新 看看

, J5 G9 j* k' h, D, W不打算更新了，过完年改行做软件了。
作者: weihuaping118    时间: 2014-12-10 22:57
fallen 发表于 2014-12-10 10:12, R; Q6 V7 T7 V, q6 Q- T, l
不打算更新了，过完年改行做软件了。

0 W# ^' @. X# [' N4 M) [不是吧，做软件小心你会长胖的喔！
作者: fallen    时间: 2014-12-11 11:14
weihuaping118 发表于 2014-12-10 22:57
3 k' ~* `8 S9 P( m不是吧，做软件小心你会长胖的喔！

; ?4 }  b  A' }- N8 q" v( f8 J8 n我现在已经很胖了，还打算用做软件来减肥呢。
4 F! y: m6 i' m. Q$ u8 ?9 \& k
作者: joe.wang    时间: 2014-12-11 14:29
大力支持
作者: hurry0603037    时间: 2014-12-16 16:36
楼主V5，果断分享的很好~~:victory:
作者: zzfd97    时间: 2014-12-24 09:03
不错，学习一下
作者: ann_wz    时间: 2014-12-27 16:42
作者: myl593799546    时间: 2015-1-4 12:27
本帖最后由 myl593799546 于 2015-1-4 12:29 编辑
4 I  ^# C$ Q& t  O/ j3 d" B9 P* k
这几天了解了下BUCK和boost电路原理，再看你这个，发现你用的IC和我用的IC内部结构差不多，但是不知道你有没有疑问，这个和BUCK电路模型区别很大，没有储能电感，没有开关二极管，储能电感不会是SW外接的那个电感吧?
作者: wqyliu2008    时间: 2015-1-4 18:36
谢谢，以后设计时，电感不会乱用了。
作者: myl593799546    时间: 2015-1-6 01:44
电感通直阻交，所以纹波才能让电感储能？
作者: myl593799546    时间: 2015-1-6 19:07
这个公式不是从能量守恒来的么？电感储能最后放电，两者能量相等，不是么？
作者: myl593799546    时间: 2015-1-7 01:48
这个原理啊？不是能量守恒啊
作者: ecoren    时间: 2015-1-7 08:43
我曾经栽在电源上
作者: ecoren    时间: 2015-1-7 08:44
学习，，，，
作者: 心若猛虎    时间: 2015-1-16 11:10
学习了   感谢楼主的无私分享
作者: SINCE    时间: 2015-1-17 17:55
支持原创..................
作者: xiaoliang8072    时间: 2015-1-23 09:10
重新认识一下- z" T8 n  c5 F/ l. |
作者: xiaoliang8072    时间: 2015-1-23 09:10
重新认识一下
作者: 887799    时间: 2015-1-31 14:31
支持楼主。
作者: DIO    时间: 2015-2-3 10:24
很不错的分享，BUCK电路基本算是非常有用和常见的知识点了
作者: tlyyy1314    时间: 2015-2-3 12:04
支持原创
作者: hkx177901    时间: 2015-2-3 20:02
谢谢分享  学习了
作者: 黄嘉希    时间: 2015-2-4 19:14
强大
作者: tuzhiquan    时间: 2015-2-12 15:27
多谢多谢，学习学习:lol:lol
作者: SFIRE    时间: 2015-2-15 10:35
好帖，力挺
作者: cedzbj    时间: 2015-2-16 10:43
楼主总结的十分到位
作者: cedzbj    时间: 2015-2-16 10:44
以后多贡献点资料
作者: zhdyx-008    时间: 2015-2-28 15:42
非常感谢分享，不过想请问不同电源的sequence是通过ss地方调还是通过enable的pin来调？
! N, X% I* C: V5 O2 l/ N) _8 P+ Y8 h
作者: fallen    时间: 2015-2-28 16:09
zhdyx-008 发表于 2015-2-28 15:42! X3 q" |" F( J# w: h- p
非常感谢分享，不过想请问不同电源的sequence是通过ss地方调还是通过enable的pin来调？
% b, [7 A) D0 `" v+ G* D
显然是enable PIN来调节。) i- G0 F2 S' j1 {6 h. o% G$ e& {
SS只是soft start
! a: V7 Z3 N% a& q6 `
作者: zhang164534    时间: 2015-3-10 23:31
楼主，，有关于专门讲电源滤波方面的内容吗？？谢谢
作者: fallen    时间: 2015-3-11 14:46
zhang164534 发表于 2015-3-10 23:31
, Y6 ^4 `! P0 `# V楼主，，有关于专门讲电源滤波方面的内容吗？？谢谢
% A6 H+ n( x! K0 T6 D
暂时没有，如果找到了，就上传给你。' o/ ?# C; M( _8 \7 c, k
作者: zhang164534    时间: 2015-3-15 21:39
fallen 发表于 2015-3-11 14:461 }0 S; \6 z1 E) t1 i9 H4 X: X
暂时没有，如果找到了，就上传给你。

. p1 L- S1 E6 v% }! E额，，楼主真心好。。多谢额额额额9 w. }3 o) @( y/ Y& p
作者: ALIDA    时间: 2015-3-17 16:48
支持版主，支持原创，善于总结，才能进步。向你学习。
作者: jj9981    时间: 2015-3-19 14:13
楼主大才
作者: eason_wang    时间: 2015-3-19 16:57
赞一个
作者: LIUEVOC    时间: 2015-3-23 21:51
不错
作者: flylionlf    时间: 2015-3-24 00:21
感谢楼主的无私分享，学习了
作者: xiaowenwu1989    时间: 2015-3-25 10:22
支持
作者: SZXIAOLUO    时间: 2015-3-25 20:28
学习
作者: flywinder    时间: 2015-5-19 09:30
有木有BOOST电路的总结呢
作者: xhnumber1    时间: 2015-5-23 15:47
多谢楼主，现在正在准备用BUCK电路设计呢
作者: kuochiang    时间: 2015-5-26 11:16
感謝分享~~
作者: kuochiang    时间: 2015-5-26 11:16
感謝分享~~
作者: 菜鸟001    时间: 2015-7-9 15:05
谢谢分享
作者: wangshilei    时间: 2015-9-22 15:26
老大，能否做个BOOST电感计算的EXCEL ，经常是按参考电路来取值，没详细计算过
作者: wangshilei    时间: 2015-9-22 17:12
查了SY的规格书，把BOOST加进去了，添加了2个公式，不是很会用EXCEL公式
7 ~6 E$ ]2 N& X8 p; w8 E% u, D

BOOST_buck电感计算.rar

217.58 KB, 下载次数: 21, 下载积分: 威望 -5

作者: fallen    时间: 2015-9-22 17:23
wangshilei 发表于 2015-9-22 17:121 l2 ]0 a; G/ c: C* C
查了SY的规格书，把BOOST加进去了，添加了2个公式，不是很会用EXCEL公式
" @$ @# p1 q5 T
挺好的嘛！
0 Y4 S' F% P7 g& c$ y$ w% t( T
作者: soswelcome    时间: 2015-10-9 11:15
Ipk=IOUTMAX+0.5*0.6A=2.3A
9 c! Y, N% L2 E这里的0.5是什么意思？1 T1 d6 O5 k9 k
作者: fallen    时间: 2015-10-9 12:02
soswelcome 发表于 2015-10-9 11:15
; j9 I' s: n% Z  `Ipk=IOUTMAX+0.5*0.6A=2.3A
* B) t: P2 G6 N4 C这里的0.5是什么意思？
# U. j+ C! |9 Q2 C
就是1/2,纹波电流是叠加在输出的平均电流上面的，$ ]7 q% W% `7 J8 h/ J+ P
作者: alawn_ren    时间: 2015-10-29 18:42
非诚感谢，受教！
作者: hys文心雕龙    时间: 2015-11-30 16:56
非常感谢版主的分享
作者: AD9_PCB    时间: 2017-5-12 10:05
lzscan 发表于 2014-6-19 09:50
7 s' J- f3 l! U2 b$ J3 q, X前段时间也专门总结了下BUCK电路的选型。只是在公司内网，没法共享出来。
7 \( M/ _! r& L- I1 Q
你可以拍照发出来
作者: wancai9550    时间: 2017-5-12 16:03
支持原创，就需要你这种乐于分享的人
作者: 张三木    时间: 2018-1-30 14:33
支持
作者: EDA_RSW    时间: 2018-2-24 17:15
很好的资料，学习一下！
作者: jekypeng    时间: 2018-3-8 09:54
不 错！！！！！！！！！大力支持
作者: 天星明    时间: 2018-3-22 11:11
感谢楼主
作者: Aligaduo1994    时间: 2018-8-11 16:49
好好好好好好好好好好好好好
作者: Aligaduo1994    时间: 2018-8-11 16:50
好好好好好好好好好好好好好
作者: wanghairui168    时间: 2018-8-17 11:27
大力支持，学习了
作者: hyz12888    时间: 2019-1-15 09:15
作者: 805641875    时间: 2019-1-20 15:30
可以试试 了
9 C) h9 J# |8 E# t
3 I! ^* _' L+ @  L; v( _; G
作者: csl499616048    时间: 2019-1-23 10:39
谢谢楼主！威望不够等过段时间来下载
作者: duzz    时间: 2019-1-31 16:26
非常厉害
作者: 南亭好远    时间: 2019-2-1 12:23
看一下资料
作者: kingofkao    时间: 2019-2-1 13:53
温故知新! c  O. [* E5 |
作者: hyz12888    时间: 2019-2-23 09:18
感谢楼主分享
作者: 南亭好远    时间: 2019-2-23 10:39
总结的不错
作者: hustyong    时间: 2019-3-7 17:37
感谢分享



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