DCDC電源基本原理與名詞解釋
2020/6/30 21:56:41 點擊：
DCDC的基本電路原理
Boost利用L和Co的儲能作用，通過開關(guān)管的開啟和關(guān)斷兩個狀態(tài)，在一個周期內(nèi)上圖完成兩個工作狀態(tài):
(a) 代表功率管M開啟，此時Vin對電感充電，電感電流開始以一定的斜率上升，斜率Sn=Vin/L.
(b) 代表功率管M關(guān)斷，此時輸出電容Co需要能量補給，即電感能量的傳輸。二極管導通，電感電流通過二極管傳輸給負載，同時補充Co損失的電荷，為下個周期準備。
先大概了解了Boost的過程，再逐步考慮系統(tǒng)穩(wěn)定的條件。穩(wěn)態(tài)下，每個周期輸入端的能量剛好給輸出端。電感的電流在每個周期開始（Ton）和結(jié)束(Toff)時，大小剛好相同，輸出電壓在每個周期開始和結(jié)束時剛好相同。電感電流和輸出電壓的過程圖如下圖。D代表占空比，一個周期為Tsw。
在Ton階段，輸入端與輸出端斷開，電感兩端的電壓就是Vin，所以電感電流的上升斜率為Vin/L，在Ton這段時間內(nèi)，電感電流上升為公式（1）
（公式1）
在Toff階段，電感兩端的電壓是Vin-Vo，電感電流下降斜率為(Vin-Vo)/L，電感電流的下降大小為（公式2）
(公式2)
兩個階段要想平衡穩(wěn)定，要求電感電流的上升大小和下降大小相等，也就是公式1和公式2相等。
（公式3）
至此以上就闡述了Boost升壓的基本原理，以上是基于大信號模型，也就是CCM模式（連續(xù)電流模式），電感電流整個過程中連續(xù)。
但是在某些條件下，例如負載很輕，電感電流可能為零。這時候進入到我們常說的DCM模式（不連續(xù)電流模式）。電感電流為0后，二極管截止，跟前面CCM模式相比電路有了第三種狀態(tài)，負載很輕，即只有輸出端給負載提供電流，輸入一端電感電流為0的狀態(tài)。
此時的輸出電壓推導稍有復雜，直接給到公式5如下：
(公式5)
此時輸出取決于占空比D之外，還有頻率，電感和負載的因素。
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Boost利用L和Co的儲能作用，通過開關(guān)管的開啟和關(guān)斷兩個狀態(tài)，在一個周期內(nèi)上圖完成兩個工作狀態(tài):
(a) 代表功率管M開啟，此時Vin對電感充電，電感電流開始以一定的斜率上升，斜率Sn=Vin/L.
(b) 代表功率管M關(guān)斷，此時輸出電容Co需要能量補給，即電感能量的傳輸。二極管導通，電感電流通過二極管傳輸給負載，同時補充Co損失的電荷，為下個周期準備。
先大概了解了Boost的過程，再逐步考慮系統(tǒng)穩(wěn)定的條件。穩(wěn)態(tài)下，每個周期輸入端的能量剛好給輸出端。電感的電流在每個周期開始（Ton）和結(jié)束(Toff)時，大小剛好相同，輸出電壓在每個周期開始和結(jié)束時剛好相同。電感電流和輸出電壓的過程圖如下圖。D代表占空比，一個周期為Tsw。
在Ton階段，輸入端與輸出端斷開，電感兩端的電壓就是Vin，所以電感電流的上升斜率為Vin/L，在Ton這段時間內(nèi)，電感電流上升為公式（1）
（公式1）
在Toff階段，電感兩端的電壓是Vin-Vo，電感電流下降斜率為(Vin-Vo)/L，電感電流的下降大小為（公式2）
(公式2)
兩個階段要想平衡穩(wěn)定，要求電感電流的上升大小和下降大小相等，也就是公式1和公式2相等。
（公式3）
于是推導出Boost的大信號關(guān)系為如下公式4
至此以上就闡述了Boost升壓的基本原理，以上是基于大信號模型，也就是CCM模式（連續(xù)電流模式），電感電流整個過程中連續(xù)。
但是在某些條件下，例如負載很輕，電感電流可能為零。這時候進入到我們常說的DCM模式（不連續(xù)電流模式）。電感電流為0后，二極管截止，跟前面CCM模式相比電路有了第三種狀態(tài)，負載很輕，即只有輸出端給負載提供電流，輸入一端電感電流為0的狀態(tài)。
此時的輸出電壓推導稍有復雜，直接給到公式5如下：
(公式5)
此時輸出取決于占空比D之外，還有頻率，電感和負載的因素。
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