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换个思路  ,单一助你解决中高压起落压问题!

功夫:2023-04-20 起源: 百乐博科技

目前在工业节造系统、新能源储能系统及很多电子设备中  ,为了适应多样的电压领域  ,提高能量使用效能  ,很多利用场景都必要中高压起落压规划来实现 。

图片蕴含 游戏机, 光盘

描述已自动天生


好比  ,工业互换机在尺度POE 供电时常用48V降压场景  ,为了保障不变的供电  ,在使用非POE供电时  ,辅助电源最低输出可能到9V  ,这时就必要升压输出12V  ,因而必要中高压起落压规划 。同样  ,户表便携储能充电利用必要满足太阳能板9V-50V输出12V的利用场景  ,因而也涉及到起落压的场景 。

人在系鞋带

中度可信度描述已自动天生


中高压起落压?橥杓聘丛  ,成本较高  ,肯定要这么复杂能力满足吗?

市面上主流的中高压起落压拓扑规划有四开关管起落压节造芯片、SEPIC/反激节造芯片等 。现实上四开关管起落压芯片成本很高  ,而SEPIC/反激节造芯片设计复杂 。

若是仅必要起落压职能  ,功率较幼  ,不必要隔离时  ,本篇解决规划将以SCT2650为例  ,介绍一个成本合适、设计单一的起落压规划  ,来满足更多利用场景使用 。


一个单一的升压解决规划道理

SCT2650是一个4.5V-60V输入持续5a输出的Buck芯片  ,集成了80mΩ Rdson高侧功率MOSFET 。芯片选取峰值电流模式节造  ,输出电压可调节  ,拥有优良的线路和负载瞬态响应  ,简化了表部回路赔偿设计 。

图示, 示意图

描述已自动天生

图1 Buck-Boost级联拓扑图

图1中的Buck-Boost级联拓扑图  ,通过Buck与Boost相结合  ,两个功率电路级联的方式来实现起落压工作 。不外在Buck输出端与Boost输入端电容电感形成了一个三阶滤波器  ,在保障电压增益不变的情况下  ,能够使用低阶滤波器包办三阶滤波器  ,所以在原来的基础上  ,我们能够得到一个更为简化的Buck-Boost级联拓扑 。

图示, 示意图

描述已自动天生

图2为简化版起落压级联拓扑道理图  ,同时也是SCT2650实现Buck-Boost的现实拓扑规划 。在原先Buck拓扑基础上增长Q2,D2作为补充实现起落压工作器件  ,将单纯的Buck拓扑变为了Buck-Boost级联单电感起落压解决规划  ,而Q2节造信号来自于SCT2650的SW1信号 。

图表, 折线图

中度可信度描述已自动天生

图3级联Buck-Boost工作时序图

该电路节造步骤较为单一  ,在T0-T1时刻  ,Q1,Q2导通  ,SW1高电平为Vin电压  ,给电感贮存能量  ,输出电容放电给负载供电 。在T1-T2时期  ,D1,D2导通  ,SW2高电平为Vout电压  ,电感电流不能突变  ,通过D1,D2给输出电容及负载供电  ,输出电压关系推导如下:
由伏秒平衡得

状态

中度可信度描述已自动天生

状态

中度可信度描述已自动天生

可得到该该拓扑输入输出电压关系为

状态

中度可信度描述已自动天生

倒丶空比产生变动时  ,此规划能够实现正向起落压职能 。



高输入电压前提下  ;ふぜ

现实利用场景中  ,由于SCT2650有非?淼墓ぷ鞯缪沽煊  ,SW1信号作为Q2的节造信号时  ,就会存在SW1高电平较高的情况 。Q2的栅极驱动电压通常最大在20V左右  ,这就有可能导致败坏Q2的栅极   ;谡飧鲆患  ,我们对Q2的驱动电路部门进前进一步设计 。

图片

图4 Q2驱动电路设计


通过一个Q3和稳压管形成单一的稳压电路
 ,使Q2的驱动电压最高被稳压二极管不变在9.1V以内  ,从而起到  ;2的一个作用 。

总结一下  ,用Buck-Boost级联来实现起落压的曲直势如下:

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推荐利用前提

图片蕴含 图表

描述已自动天生

SW1,SW2波形及输出纹波测试波形

图片

图5 Vin=9V Vout=12V Iout=2A

图表

低可信度描述已自动天生

图6 Vin=12V Vout=12V Iout=2A

图片

图7 Vout=12V 的效能测试


Tips 设计把稳重点

  1. 电感鼓和电流需思考Buck-Boost拓扑结构  ,结合对电感的感值选型 。
  2. 必要急剧动态响应时建议comp参数为:对地阻容建议68K  ,3.3nf  ,并联对地电容为330pf 。
  3. 输入输出电容选型需思考Buck-Boost拓扑结构  ,来满足输出纹波需要 。
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