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文档简介
DC-DC电路分析市场质量部陈允保Dec,2007DC-DC电路分析Dec,2007DC-DC的定义广义:凡是直流变换成直流的电路都可称为DC-DC电路,常见的有开关变换和线性变换两种方式。狭义:通过开关变换方式将直流变换成直流的电路称为DC-DC电路。DC-DC电路必须有调整管,调整管工作于开关状态或线性放大状态就决定了其工作方式。
线性变换方式效率低,只有30%~50%,调整管需要外加散热板;开关变换方式效率最高可达98%,几乎不需要外加散热板。DC-DC的定义广义:凡是直流变换成直流的电路都可称为DC-DC-DC电路的分类1、升压、降压和变极性类2、电流反馈和电压反馈类3、隔离和非隔离类4、同步和异步类
同步类效率高,适合大功率场合,效率可达98%,应用较为广泛,但纹波干扰大,在输入输出端需增加纹波抑制电路。DC-DC电路的分类1、升压、降压和变极性类工作原理
如图所示,基本电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管),续流二极管D,储能电感L,滤波电容C等构成。工作原理如图所示,基本电路由开关K(实际电路
当开关闭合时,电源通过开关K、电感L给负载供电,并将部分电能储存在电感L以及电容C中。由于电感L的自感,在开关接通后,电流增大得比较缓慢,即输出不能立刻达到电源电压值。一定时间后,开关断开,由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用),将保持电路中的电流不变,即从左往右继续流。这电流流过负载,从地线返回,流到续流二极管D的正极,经过二极管D,返回电感L的左端,从而形成了一个回路。通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM脉冲宽度调制),就可以控制输出电压。如果通过检测输出电压来控制开、关的时间,以保持输出电压不变,这就实现了稳压的目的。当开关闭合时,电源通过开关K、电感L给负载在LCD数字板上的应用1、降压:2、升压:DC-DC12V5V12V1.8VDC-DCDC-DC12V33V在LCD数字板上的应用1、降压:DC-DC12V5V12V1一、MC34063组成的DC-DC电路
MC34063简介:
1、能在3.0~40V的输入电压下工作;
2、带有短路电流限制功能;
3、低静态工作电流;
4、输出开关电流可达1.5A;
5、输出电压可调;
6、工作频率从100HZ~100KHZ;
7、可构成升降压或反向电源变换器;8、基准电压VREF=1.25V。一、MC34063组成的DC-DC电路MC34063MC34063内部框图:
MC34063内部框图:内部框图的电路解释:
振荡器通过恒流源对外接在3脚上的定时电容不断地充电和放电以产生振荡波形。充电和放电电流都是恒定的,所以振荡频率仅取决于外接定时电容的容量。
Vpp=800mVT=25usf=40KHz内部框图的电路解释:Vpp=800mV
与门的C输入端在振荡器对外充电时为高电平,D输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平,当C和D输入端都变成高电平时触发器被置为高电平,输出开关管导通,反之当振荡器在放电期间,C输入端为低电平,触发器被复位,使得输出开关管处于关闭状态。稳压原理:当输出电压升高,5脚分得的电压相应升高,高于1.25V时比较器翻转为低电平,与门输出低电平,触发器输出低电平,开关管提前截止,对电感的储能减小,输出电压降低。与门的C输入端在振荡器对外充电时为高
峰值电流Ipk感应端7脚,通过检测连接在Vcc和7脚之间电阻上的压降来完成电流限制功能。当7脚检测到电阻上的电压降超过300mV时,电流限制电路开始工作,这时通过3脚对定时电容进行快速充电,以减少充电时间和输出开关管的导通时间,结果使得输出开关管的关闭时间延长,达到限定输出电流的目的。峰值电流Ipk感应端7脚,通过检测连接在VMC34063组成的升压电路:
Vout=(1+R2/R1)×1.25=(1+47/2.2)×1.25=27.95VIout=0.3/Rsc=0.3/0.22=1.36A(最大限定电流)MC34063组成的升压电路:Vout=(1+R2/R1)×MC34063组成的降压电路:Vout=(1+R2/R1)×1.25=(1+3.6/1.2)×1.25=5VIout=0.3/Rsc=0.3/0.33=0.9A(最大限定电流)MC34063组成的降压电路:Vout=(1+R2/R1)×MC34063组成的反极性电路:Vout=(1+R2/R1)×1.25=(1+8.2/0.953)×1.25=12VIout=0.3/Rsc=0.3/0.24=1.25A(最大限定电流)MC34063组成的反极性电路:Vout=(1+R2/R1)MC34063组成的电流扩展电路:MC34063组成的电流扩展电路:MC34063组成的正负电压电路:MC34063组成的正负电压电路:MC34063组成的隔离输出电路:MC34063组成的隔离输出电路:在LCD数字板上的应用(冠捷):在LCD数字板上的应用(冠捷):二、LM2596降压型DC-DC电路LM2596简介:1、3.3V/5V/12V的固定电压输出和可调电压输出2、可调输出电压范围1.2V~37V±4%3、输入可高达40V,输出线性好且负载可调节4、150KHz的内部振荡频率,输出电流可高达3A5、低功耗待机模式,典型值为80μA6、TTL断电能力,具有过热保护和限流保护功能7、外围电路简单,仅需4个外接元件8、基准电压VREF=1.235V二、LM2596降压型DC-DC电路LM2596简介:LM2596内部框图:
LM2596内部框图:LM2596各脚功能:PinSymbolDescription1VIN电源输入2OUTPUT输出端。有固定的3.3V、5V、12V输出(后缀分别为-3.3、-05、-12),也有1.2V~37V可调输出3GND地4Feedback反馈5ON/OFF芯片起动和关断端。该脚为低电平时芯片起动,该脚为高电平时芯片关断LM2596各脚功能:PinSymbolDescriptio5V固定输出典型应用:5V固定输出典型应用:可调节输出典型应用:可调节输出典型应用:在LCD数字板上的应用(26H/GM21):GM21机芯无Q6,5脚直接接地。在LCD数字板上的应用(26H/GM21):GM21机芯无Q三、MP9583降压型DC-DC电路MP9583简介:3A输出电流,可编程软起动0.1Ω的内部功率MOSFET开关输出接陶瓷电容具有低ESR的稳定性可达95%的效率,20uA的关断模式电流固定的385KHz工作频率过热保护,周期性的过流保护,欠压锁定输入工作电源范围宽:4.75V-23V输出可调范围:1.22V-21V基准电压:VREF=1.222V三、MP9583降压型DC-DC电路MP9583简介:MP9583内部框图:MP9583内部框图:MP9583各脚功能:PinSymbolDescription1BS自举电容2IN电源输入3SW开关输出4GND地5FB反馈6COMP补偿7EN使能,高电平开,低电平关,开路自动起动8SS软起动MP9583各脚功能:PinSymbolDescriptio2.5V固定输出典型应用:VOUT=1.222(1+R1/R2)2.5V固定输出典型应用:VOUT=1.222(1+R1/R在LCD数字板上的应用(MS89):在LCD数字板上的应用(MS89):四、MP1411降压型DC-DC电路MP1411简介:2A输出电流,可达95%的效率0.2Ω的内部功率MOSFET开关输出接陶瓷电容具有低ESR的稳定性23uA的关断模式电流,可编程的欠压锁定固定的380KHz工作频率过热保护,周期性的过流保护输入工作电源范围宽:4.75V-18V输出可调范围:0.92V-16V基准电压:VREF=0.92V四、MP1411降压型DC-DC电路MP1411简介:MP1411内部框图:MP1411内部框图:MP1411各脚功能:PinSymbolDescription1、3NC不连接2BS自举电容4IN电源输入5SW开关输出6GND地7FB反馈8COMP补偿9EN使能,高电平开,低电平关,开路自动起动10SS软起动MP1411各脚功能:PinSymbolDescriptio3.3V固定输出典型应用:VOUT=0.92(1+R1/R2)3.3V固定输出典型应用:VOUT=0.92(1+R1/R2在LCD数字板上的应用(MC77):在LCD数字板上的应用(MC77):五、SC1102组成的DC-DC电路SC1102简介:
1、基准电压VREF=1.265V2、效率高达95%的同步运行3、Rds电流感应4、芯片内具有电源和过压保护功能5、很少的外部元件6、软起动功能7、芯片使能功能五、SC1102组成的DC-DC电路SC1102简介:SC1102内部框图:
SC1102内部框图:SC1102各脚功能:SC1102各脚功能:3.3V固定输出典型应用:VOUT=(1+R9/R8)×1.2653.3V固定输出典型应用:VOUT=(1+R9/R8)×1.在LCD数字板上的应用(GC32):
在LCD数字板上的应用(GC32):六、IRU3037组成的DC-DC电路IRU3037简介:1、运行于单5V或12V供电的同步控制器2、内部200KHz固定频率电压模式3、软起动功能4、500mA峰值输出激励能力5、当控制MOSFET短路时保护输出6、基准电压VREF=1.25V六、IRU3037组成的DC-DC电路IRU3037简介:IRU3037内部框图:IRU3037内部框图:IRU3037各脚功能:PinSymbolDescription1FB反馈端2VCC内部低侧供电3LDrv低侧激励输出4GND地5HDrv高侧激励输出6VC内部高侧供电7COMP补偿8SS/SD软起动IRU3037各脚功能:PinSymbolDescripti3.3V固定输出典型应用:VOUT=(1+R6/R5)×1.253.3V固定输出典型应用:VOUT=(1+R6/R5)×1.在LCD数字板上的应用(MS18):在LCD数字板上的应用(MS18):七、DC-DC电路检修注意事项
DC-DC电路效率高,温升低,元件少,因此故障率相对较低,检修也较容易。但输出开关管、续流二极管接有感性负载,且工作频率高、电流大,因此输出部分的元件故障率相对高一些。DC-DC电路输出开关管有三极管和MOSFET之分,三极管多集成在DC-DC集成块内部,MOSFET有集成在DC-DC集成块内部,也有外接的双MOSFET。续流二极管工作于高频大电流状态,多采用恢复时间短的肖特基二极管。七、DC-DC电路检修注意事项DC-DC电路效率高,温
DC-DC电路无输出应重点检查开关管和续流二极管,续流二极管多为击穿损坏;
代换续流二极管时,不能用普通的整流管代换,应选用快速恢复二极管;输出电压过高或过低,应重点检查DC-DC集成块FB反馈端外接的两个取样电阻;
不能断开两个取样电阻通电检修,否则稳压反馈环路失控,开关管会冒烟烧坏;代换外接的双MOSFET时,应充分考虑它的类型以及ID、VDS、RDS等重要参数;
当更换双MOSFET后开机,MOSFET再次冒烟损坏,多数是由于DC-DC电路负载有严重短路现象。DC-DC电路无输出应重点检查开关管和续流二极管,续流THANKS!Dec,2007THANKS!Dec,2007DC-DC电路分析市场质量部陈允保Dec,2007DC-DC电路分析Dec,2007DC-DC的定义广义:凡是直流变换成直流的电路都可称为DC-DC电路,常见的有开关变换和线性变换两种方式。狭义:通过开关变换方式将直流变换成直流的电路称为DC-DC电路。DC-DC电路必须有调整管,调整管工作于开关状态或线性放大状态就决定了其工作方式。
线性变换方式效率低,只有30%~50%,调整管需要外加散热板;开关变换方式效率最高可达98%,几乎不需要外加散热板。DC-DC的定义广义:凡是直流变换成直流的电路都可称为DC-DC-DC电路的分类1、升压、降压和变极性类2、电流反馈和电压反馈类3、隔离和非隔离类4、同步和异步类
同步类效率高,适合大功率场合,效率可达98%,应用较为广泛,但纹波干扰大,在输入输出端需增加纹波抑制电路。DC-DC电路的分类1、升压、降压和变极性类工作原理
如图所示,基本电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管),续流二极管D,储能电感L,滤波电容C等构成。工作原理如图所示,基本电路由开关K(实际电路
当开关闭合时,电源通过开关K、电感L给负载供电,并将部分电能储存在电感L以及电容C中。由于电感L的自感,在开关接通后,电流增大得比较缓慢,即输出不能立刻达到电源电压值。一定时间后,开关断开,由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用),将保持电路中的电流不变,即从左往右继续流。这电流流过负载,从地线返回,流到续流二极管D的正极,经过二极管D,返回电感L的左端,从而形成了一个回路。通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM脉冲宽度调制),就可以控制输出电压。如果通过检测输出电压来控制开、关的时间,以保持输出电压不变,这就实现了稳压的目的。当开关闭合时,电源通过开关K、电感L给负载在LCD数字板上的应用1、降压:2、升压:DC-DC12V5V12V1.8VDC-DCDC-DC12V33V在LCD数字板上的应用1、降压:DC-DC12V5V12V1一、MC34063组成的DC-DC电路
MC34063简介:
1、能在3.0~40V的输入电压下工作;
2、带有短路电流限制功能;
3、低静态工作电流;
4、输出开关电流可达1.5A;
5、输出电压可调;
6、工作频率从100HZ~100KHZ;
7、可构成升降压或反向电源变换器;8、基准电压VREF=1.25V。一、MC34063组成的DC-DC电路MC34063MC34063内部框图:
MC34063内部框图:内部框图的电路解释:
振荡器通过恒流源对外接在3脚上的定时电容不断地充电和放电以产生振荡波形。充电和放电电流都是恒定的,所以振荡频率仅取决于外接定时电容的容量。
Vpp=800mVT=25usf=40KHz内部框图的电路解释:Vpp=800mV
与门的C输入端在振荡器对外充电时为高电平,D输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平,当C和D输入端都变成高电平时触发器被置为高电平,输出开关管导通,反之当振荡器在放电期间,C输入端为低电平,触发器被复位,使得输出开关管处于关闭状态。稳压原理:当输出电压升高,5脚分得的电压相应升高,高于1.25V时比较器翻转为低电平,与门输出低电平,触发器输出低电平,开关管提前截止,对电感的储能减小,输出电压降低。与门的C输入端在振荡器对外充电时为高
峰值电流Ipk感应端7脚,通过检测连接在Vcc和7脚之间电阻上的压降来完成电流限制功能。当7脚检测到电阻上的电压降超过300mV时,电流限制电路开始工作,这时通过3脚对定时电容进行快速充电,以减少充电时间和输出开关管的导通时间,结果使得输出开关管的关闭时间延长,达到限定输出电流的目的。峰值电流Ipk感应端7脚,通过检测连接在VMC34063组成的升压电路:
Vout=(1+R2/R1)×1.25=(1+47/2.2)×1.25=27.95VIout=0.3/Rsc=0.3/0.22=1.36A(最大限定电流)MC34063组成的升压电路:Vout=(1+R2/R1)×MC34063组成的降压电路:Vout=(1+R2/R1)×1.25=(1+3.6/1.2)×1.25=5VIout=0.3/Rsc=0.3/0.33=0.9A(最大限定电流)MC34063组成的降压电路:Vout=(1+R2/R1)×MC34063组成的反极性电路:Vout=(1+R2/R1)×1.25=(1+8.2/0.953)×1.25=12VIout=0.3/Rsc=0.3/0.24=1.25A(最大限定电流)MC34063组成的反极性电路:Vout=(1+R2/R1)MC34063组成的电流扩展电路:MC34063组成的电流扩展电路:MC34063组成的正负电压电路:MC34063组成的正负电压电路:MC34063组成的隔离输出电路:MC34063组成的隔离输出电路:在LCD数字板上的应用(冠捷):在LCD数字板上的应用(冠捷):二、LM2596降压型DC-DC电路LM2596简介:1、3.3V/5V/12V的固定电压输出和可调电压输出2、可调输出电压范围1.2V~37V±4%3、输入可高达40V,输出线性好且负载可调节4、150KHz的内部振荡频率,输出电流可高达3A5、低功耗待机模式,典型值为80μA6、TTL断电能力,具有过热保护和限流保护功能7、外围电路简单,仅需4个外接元件8、基准电压VREF=1.235V二、LM2596降压型DC-DC电路LM2596简介:LM2596内部框图:
LM2596内部框图:LM2596各脚功能:PinSymbolDescription1VIN电源输入2OUTPUT输出端。有固定的3.3V、5V、12V输出(后缀分别为-3.3、-05、-12),也有1.2V~37V可调输出3GND地4Feedback反馈5ON/OFF芯片起动和关断端。该脚为低电平时芯片起动,该脚为高电平时芯片关断LM2596各脚功能:PinSymbolDescriptio5V固定输出典型应用:5V固定输出典型应用:可调节输出典型应用:可调节输出典型应用:在LCD数字板上的应用(26H/GM21):GM21机芯无Q6,5脚直接接地。在LCD数字板上的应用(26H/GM21):GM21机芯无Q三、MP9583降压型DC-DC电路MP9583简介:3A输出电流,可编程软起动0.1Ω的内部功率MOSFET开关输出接陶瓷电容具有低ESR的稳定性可达95%的效率,20uA的关断模式电流固定的385KHz工作频率过热保护,周期性的过流保护,欠压锁定输入工作电源范围宽:4.75V-23V输出可调范围:1.22V-21V基准电压:VREF=1.222V三、MP9583降压型DC-DC电路MP9583简介:MP9583内部框图:MP9583内部框图:MP9583各脚功能:PinSymbolDescription1BS自举电容2IN电源输入3SW开关输出4GND地5FB反馈6COMP补偿7EN使能,高电平开,低电平关,开路自动起动8SS软起动MP9583各脚功能:PinSymbolDescriptio2.5V固定输出典型应用:VOUT=1.222(1+R1/R2)2.5V固定输出典型应用:VOUT=1.222(1+R1/R在LCD数字板上的应用(MS89):在LCD数字板上的应用(MS89):四、MP1411降压型DC-DC电路MP1411简介:2A输出电流,可达95%的效率0.2Ω的内部功率MOSFET开关输出接陶瓷电容具有低ESR的稳定性23uA的关断模式电流,可编程的欠压锁定固定的380KHz工作频率过热保护,周期性的过流保护输入工作电源范围宽:4.75V-18V输出可调范围:0.92V-16V基准电压:VREF=0.92V四、MP1411降压型DC-DC电路MP1411简介:MP1411内部框图:MP1411内部框图:MP1411各脚功能:PinSymbolDescription1、3NC不连接2BS自举电容4IN电源输入5SW开关输出6GND地7FB反馈8COMP补偿9EN使能,高电平开,低电平关,开路自动起动10SS软起动MP1411各脚功能:PinSymbolDescriptio3.3V固定输出典型应用:VOUT=0.92(1+R1/R2)3.3V固定输出典型应用:VOUT=0.92(1+R1/R2在LCD数字板上的应用(MC77):在LCD数字板上的应用(MC77):五、SC1102组成的DC-DC电路SC1102简介:
1、基准电压VREF=1.265V2、效率高达95%的同步运行3、Rds电流感应4、芯片内具有电源和过压保护功能5、很少的外部元件6、软起动功能7、芯片使能功能五、SC1102组成的DC-DC电路SC1102简介:SC1102内部框图:
SC1102内部框图:SC1102各脚功能:SC1102各脚功能:3.3V固定输出典型应用:VOUT=(1+R9/R8)×1.2653.3V固定输出典型应用:VOUT=(1+R9/R8)×1.在LCD数字板上的应用(GC32):
在LCD数字板上
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