最新Buck-电路结构详解(Analog-Devices培训资料)解析教学讲义ppt.ppt

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1、Buck-电路结构详解(Analog-Devices培训资料)解析概述降压转换器基础能量传输波形伏秒平衡同步与异步/电流连续模式（CCM）与电流断续模式（DCM）经典控制结构电压模式电流模式理想转换器的器件选择功率电感功率MOSFET输出电容基于EXCEL的下载工具非理想转换器的器件选择2降压转换器基础&Power!DC-DC降压转换器：同步与异步/电流连续模式与电流断续模式开关B可以是一个二极管或NMOS器件若开关B是二极管电感中不会有负电流在轻负载时进入电流断续模式（DCM）在低电流（<2A）时方案成本较低若开关B是MOSFET电感允许有负电流。

2、在全负载范围内均是电流连续模式（CCM）电流较高时，效率明显较高增加了门极驱动电路的复杂性轻负载效率非常低采用智能驱动防止反向电流，可使轻负载效率更高7经典控制结构&Power!DC-DC降压转换器：电压模式控制我们需要在电源环路中引入一个负反馈进行扰动衰减电压模式下，脉宽调制（PWM）信号通过以下方式驱动功率开关：PWM信号频率固定——PWM信号的上升沿由振荡器设定PWM信号的下降沿通过比较输入控制电压和一个固定的锯齿波电压进行调制输入控制电压与输出电压的目标值和实际值之间的整体误差成正比9DC-DC降压转换器：电压模式控制脉宽调制脉宽调制器电路与

3、波形10电压模式控制：负反馈定性评述11LC滤波器将SW节点的PWM波形转换为输出电压所有电容均有等效串联电阻（ESR）输出电容的等效串联电阻向环路增益中加入零点零点对复数极点DC-DC降压转换器：电压模式控制输出滤波器传递函数12DC-DC降压转换器：电压模式控制输出滤波器传递函数13DC-DC降压转换器：电压模式控制III型补偿电压输出误差放大器III型补偿三个极点（一个在原点）两个零点*-假设为理想运放：增益带宽无限14DC-DC降压转换器：电压模式控制III型补偿电压输出误差放大器III型补偿三个极点（一个在原点）两个零点提高了直流精度*-

4、假设为理想运放：增益带宽无限15DC-DC降压转换器：电压模式控制III型补偿16DC-DC降压转换器：电压模式控制PWM直流增益脉宽调制器比较控制电压和锯齿波电压锯齿波电压峰值为VPK17总增益是每一部分增益的乘积误差放大器增益：调制器增益：LC滤波器增益：电压模式降压型DC-DC转换器的总环路增益DC-DC降压转换器：电压模式控制总环路增益18DC-DC降压转换器：电压模式控制波特图19电压模式控制的优势和挑战优势非常容易理解瞬态响应好环路增益与带前馈的Vin无关可获得比电流模式更高的闭环带宽最小导通时间和最小关断时间比电流模式明显缩短可以输入

5、或输出电流（DDR）通常抖动较低环路增益元件容差低，无需调整挑战Vin不带前馈时（ADP182x）环路增益改变LC振荡若未衰减掉则有相位衰减稳定性依赖于ESR零点可能有问题未知输出电容能够轻易引起不稳定20DC-DC降压转换器：电流模式控制采用电流模式控制PWM信号频率固定——PWM信号的上升沿由振荡器设定PWM信号的下降沿通过比较输入控制电压和一个等效电感电流信号进行调制输入控制电压与输出电流成正比21电流模式控制脉宽调制器电路与波形*所示为峰值电流模式我们将重温电流模式的变化22电流模式控制检测电流……殊途同归低端开关导通电阻检测高端开关导通电阻检

6、测低端检测电阻电感检测电阻高端检测电阻仿真电流23DC-DC降压转换器：电流模式控制输出滤波器传递函数LC滤波器将SW节点的PWM波形转换为输出电压，但因电感电流由PWM模块调节，电感充当电流源，传递函数中无复阻抗零点单极点（电压模式是对复数极点）24DC-DC降压转换器：电流模式控制II型补偿跨导误差放大器两个极点（一个非常低）一个零点25降压型DC-DC转换器电流模式环路增益脉宽调制器比较控制电压和电感电流26DC-DC降压转换器电流模式控制总环路增益总增益是每一部分增益的乘积误差放大器：调制器：LC滤波器：电流模式降压型DC-DC转换器的总环路

7、增益`*-不考虑高频采样极点27电流模式控制降压转换器波特图若适当取消零点和极点28电流模式控制优势与挑战优势通常电流模式控制本身具有限流特性补偿电流模式比电压模式简单增加电容通常不会导致不稳定（只是降低带宽）电流模式芯片可以更方便地用于多种拓扑结构减少了器件数量挑战检测电流需有最小导通和最小关断时间要求－减少了应用空间高带宽电流检测放大器对噪声敏感大多数情况下，电流模式转换器的带宽不如电压模式转换器高需要解决次谐波振荡不稳定问题通常抖动高于电压模式多开关之间串扰29器件选择&Power!DC-DC降压转换器选择MOSFET主要关注：温度稳定性设计尺

8、寸或成本勿超过安全标准从何处开始？只需选择具有适当BVdss的FET经过进行几次