開始直接先簡(jiǎn)單講講Boost工作原理:
圖一是Boost開關(guān)電源升壓原理圖
下面要分充電和放電兩個(gè)部分來(lái)說明這個(gè)電路。
充電過程
在充電過程中,開關(guān)閉合(三極管或者M(jìn)OS導(dǎo)通),等效電路如圖2,開關(guān)(三極管或者M(jìn)OS導(dǎo)通)處用導(dǎo)線代替。此時(shí),輸入電壓流過電感。二極管防止電容對(duì)地放電。由于輸入是直流電,所以電感上的電流以一定的比率線性增加,這個(gè)比率跟電感大小有關(guān)。隨著電感電流增加,電感里儲(chǔ)存了一些能量。
放電過程
如圖3這是當(dāng)開關(guān)斷開(三極管截止)時(shí)的等效電路。當(dāng)開關(guān)斷開(三極管截止)時(shí),由于電感的電流保持特性,流經(jīng)電感的電流不會(huì)馬上變?yōu)?,而是緩慢的由充電完畢時(shí)的值變?yōu)?。而原來(lái)的電路已斷開,于是電感只能通過新電路放電,即電感開始給電容充電,電容兩端電壓升高,此時(shí)電壓已經(jīng)高于輸入電壓了。升壓完畢。
說起來(lái)升壓過程就是一個(gè)電感的能量傳遞過程。充電時(shí),電感吸收能量,放電時(shí)電感放出能量。如果電容量足夠大,那么在輸出端就可以在放電過程中保持一個(gè)持續(xù)的電流。如果這個(gè)通斷的過程不斷重復(fù),就可以在電容兩端得到高于輸入電壓的電壓。
下圖為充電放電過程。
2.webench仿真
可以看到工作頻率為Frequency :551.549 kHz
環(huán)路仿真測(cè)試:
通過webench仿真,我們可以edit相關(guān)參數(shù),用于調(diào)節(jié)電源參數(shù)(可以參考: http://mp.weixin.qq.com/s/rYJQEF4_QivM5hLHeKKjOQ)
開關(guān)電源設(shè)計(jì)步驟:
步驟 1━搜索電源產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案 第一步是搜索關(guān)鍵電源 IC 或微型模塊,這是設(shè)計(jì)方案的核心。
步驟 2━電源級(jí)設(shè)計(jì) 第二步是設(shè)計(jì)和選擇電源級(jí)組件,例如功率電感器、輸入和輸出電容器、電流檢測(cè)組件、以及功率MOSFET。設(shè)計(jì)電源時(shí),用戶通常需要從開關(guān)頻率fSW著手,然后選擇功率電感器,之后選擇輸入和輸出電容器。功率 MOSFET 可以在第三步進(jìn)行選擇/優(yōu)化。步驟 3━電源效率和功耗優(yōu)化
步驟 4━反饋環(huán)路設(shè)計(jì)和瞬態(tài)優(yōu)化 下一步是設(shè)計(jì)電壓反饋環(huán)路以及以良好的穩(wěn)定性裕度優(yōu)化負(fù)載瞬態(tài)性能。這一步常常被看作是最具挑戰(zhàn)性的電源設(shè)計(jì)任務(wù)之一。就一個(gè)開關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換器而言,通常建議在交叉頻率上有超過 45 度甚至 60 度的相位裕度,在 1/2 電源開關(guān)頻率fSW上有至少 8dB 增益衰減。用戶可以調(diào)節(jié)環(huán)路,檢查環(huán)路帶寬、穩(wěn)定性和瞬態(tài)性能。如果瞬態(tài)性能仍然不能滿足目標(biāo),那么用戶可以提高輸出電容器 (包括大容量電容器和陶瓷電容器),然后重新調(diào)節(jié)環(huán)路,直到滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)為止。
步驟 5━附有 BOM 和 PCB 尺寸的總結(jié)報(bào)告