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使用MC34063芯片的DC-DC降压电路设计

作者:fanxiaoxi 时间:2024-06-11 收藏

我们仍然使用MC34063芯片,来设计一个DC-DC降压电路,实现直流12V转5V。

Buck变换器

Buck变换器是开关电源基本拓扑结构的一种,Buck变换器又称为降压变换器,是一种对输入电压进行降压变换的直流斩波器,其输出电压低于输入电压。

Buck变换器与Boost变换器使用的器件完全一样,只不过连接方式不太一样。 Buck电路是正激类型,在开关管导通的时候,能量可以传递到输出端。

图 Buck变换器原理图

当开关管Q导通时,储能电感L充电,由Vin提供的电流电容C充电。 电容C维持着输出电压。 电流方向如下图所示。 此时续流二极管D不工作。 开关管的工作频率是很高的,此时如果把电容与电感看做LC滤波电路也是可以的。

当开关管断开的时候,储能电感通过续流二极管放电。 电感在自身电压高于电容时为电容充电。 电容C维持着输出电压,随着电容自身电荷量的减小,输出电压也会逐渐降低。 电流方向如下图所示。

图 开关管断开时的等效电路

续流二极管可采用正向导通电压较低的肖特基二极管,以减小损耗。 也可以使用MOS管代替续流二极管,进一步降低损耗。

Buck降压电路

我们仍使用MC34063芯片来实现Buck降压电路。 与Boost升压电路类似,Buck降压电路也需要5脚外接采样电路,用于检测输出电压是否达到设定值。

图 Buck降压电路原理

输出电压将影响第5脚“比较器反相输入”的电压。 如果5脚的电压小于1.25V,芯片内部的比较器、振荡器、与门、RS触发器会经过一系列配合,使1脚与2脚断开,电感放电,为电容充电。 电容储存的电荷维持输出电压,所以输出电压会降低。 如果5脚的电压大于1.25V,1脚与2脚闭合,为电感与电容充电。 可见,为采样电路选择合适的分压电阻可以确定输出电压的值。

图中的L2与C4是LC滤波电路,目的是提高电源质量,消除电感放电瞬间,电压急速上升带来的毛刺。

Buck电路开关管与输出波形对比

下图是芯片2脚电压(黄色,表示为Vsw)与输出电压的波形,可以分析出,开关闭合时Vsw与Vout上升,一段时间以后开关断开,Vsw电压极速下降,甚至达到负值。 电感为电容充电,Vout缓慢下降。



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