DCDC拓?fù)渲籅UCK電路,是一種降壓類型電路,用途非常廣泛,拓?fù)鋱D如下,主要元器件包括開關(guān)管、電感、續(xù)流二極管、濾波電容??刂崎_關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)閉實(shí)現(xiàn)電源降壓,這是異步BUCK,如果把二極管更換為開關(guān)管,則是同步BUCK,同步BUCK發(fā)熱量小效率高。
開關(guān)管導(dǎo)通電流流動(dòng)如下圖所示,這時(shí)二極管反向截止,輸入電源給負(fù)載提供電流,同時(shí)為電感和電容儲存能量。
開關(guān)管關(guān)閉電流流動(dòng)如下圖所示,這時(shí)二極管正向?qū)?,開關(guān)管關(guān)閉,輸入電源不能為負(fù)載供電,負(fù)載由電感和電容提供電能。
根據(jù)一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)電感的電流是否連續(xù),BUCK電路分為三種工作模式:連續(xù)模式(CCM)、臨界模式(BCM)、斷續(xù)模式(DCM),如下圖所示:
連續(xù)模式:整個(gè)開關(guān)周期內(nèi)電流一直流動(dòng),不中斷。
臨界模式:開關(guān)周期結(jié)束時(shí),電感電流恰好為0
斷續(xù)模式:開關(guān)周期還未結(jié)束,電感電流降為0,直至下一個(gè)周期。
隨手找了個(gè)帶此類電路的板子,測量一下,這個(gè)DCDC芯片是圣邦的片子,這個(gè)同步類型片子功率蠻大的,電源設(shè)計(jì)從8V電壓降到5V,輸出電流能達(dá)到1.5A。手里沒有測試電流儀表,使用示波器測量電壓間接觀察一下。
先測試一下空載,實(shí)際上不是,隨手抓的板子,上面有其他電路,耗電約幾十mA,不過影響不大。以下圖片中黃色波形是5V輸出電源紋波,藍(lán)色波形是SW管腳波形。
空載時(shí)開關(guān)管三四十微妙開關(guān)一次,放大后波形如下,上面開關(guān)管導(dǎo)通了500ns后關(guān)閉,下面的開關(guān)管導(dǎo)通SW下降為0電位,電感電流下降到0之后SW出現(xiàn)振蕩,最終穩(wěn)定在5V和輸出電壓相同。
使用電子負(fù)載增加50mA,相比空載空閑期縮短了,如下圖。
負(fù)載增加到100mA
電子負(fù)載增加到200mA
負(fù)載從50mA,增加到280mA,這個(gè)片子一直在縮短空閑時(shí)間,來保持輸出電壓穩(wěn)定。上管導(dǎo)通時(shí)間幾乎沒有變化500ns左右。
負(fù)載增加到500mA,部分周期內(nèi)振蕩消失,這就應(yīng)該是BCM臨界模式。隨著負(fù)載增加,這個(gè)片子中上管導(dǎo)通時(shí)間增加到了800ns左右,開始延長導(dǎo)通時(shí)間增加輸出能力。
負(fù)載增加到600mA,振蕩全部消失,進(jìn)入CCM連續(xù)模式。上管導(dǎo)通時(shí)間增還是800ns左右
以下是負(fù)載增加到1000mA以及1500mA的截圖,除了輸出紋波變大了,SW波形變化不明顯。上管導(dǎo)通時(shí)間增還是800ns左右。
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