一、DCDC简易电路原理 DCDC电路是直流转直流电路,将某直流电源转变为不同电压值的电路,分为升压电路和降压电路。 1.1电容、电感基础知识 1.1.1电容 电容两端电压不能突变。 通交流、阻直流;通高频、阻低频。 1.1.2电感 通过电感上的电流不能突变。 通直流,阻交流;通低频,阻高频。 1.2升压电路原理 1.2.1电感的作用 如上图,开关闭合,电感充电,电阻短路,当2.2us后电感上电流达到2.4A。 开关断开,电源流经电感(电源电压+电感电压,达到升压,电感放电)为电阻供电,2.4A的电流流过电阻,电阻两端电压达到12v。 但是,若开关闭合,电阻又被短路,电阻两端电压随开关闭合与断开变化。 1.2.2二极管的作用 开关闭合,电源向电感充电,电容、电阻短路。 左图,开关断开,电源流经电感(电源电压+电感电压,达到升压,电感放电)向电容充电,并为电阻供电。 右图,开关闭合,电源向电感充电,二极管隔离两边电路;电容(达到电源电压+电感电压)向电阻放电。 现实,将开关换成MOS管,MOS管导通,电源给电感充电,电容给电阻放电;MOS管断开,电源电流流经电感向电容充电,给电阻供电。 1.2.3注意点 升压到12v时,输出电流只有0.25A,不足以驱动电机。 所以需要并联许多节干电池,增加输入电流才行。既然有这么多干电池了,为什么不直接串联达到12v?还可以省略升压电路。 1.3降压电路原理 通过不停的开关达到降压的目的,实际中,开关换成MOS管 。 1.3.1调节占空比 1.3.2电路原理 (1)开关闭合 如左图,开关闭合,二极管截至,电源给电感、电容充电,给负载供电。 但是通过电感上的电流不能突变,电感上感应出反向电流,使得负载端的电压不足12v,使 随时间增加,电感上电压减少,负载电压上升,若时间长,电感上电压将降为0v,负载上电压变为12v,因为电感上电流不变,则相当于一段导线。 所以要严格控制开关通断的时间。 (2)开关断开 如右图,开关断开,电感放电。随着电感上电压减小,负载两边的电压也减小,如右图。 可以达到如上图的效果。 (3)电容作用 储能、滤波 使负载两端电压更加的平滑。 1.3.3电路损耗 不足10%,电路效率90%。 二、基于MP1470芯片降压电路的初步了解 2.1阅读芯片数据手册 2.1.1基本信息(提炼最重要的信息) 输入电压:4.7~16v,最大不超过16v 最大输出电流:2A 开关频率:500KHz 同步、降压 封装:TSOT23-6
应用信息:APPLICATION INFORMATION在实际应用中的计算、选型 PCBLayoutGuidelines 应用实例 封装参数图 2.1.2管脚信息 2.2原理图分析 2.2.1自举电容 (1)基本信息 连接在BST脚上的C1电容 作用:保证MOS管持续导通 取值:在DCDC降压电路中取值约为0.1~1uF,该芯片固定为1uF (2)原理 1.Vin输入与SW输出之间存在一个MOS管 2.导通条件: 3.存在问题:没有自举电容时,MOS不能完全饱和导通。 例如,当阈值 开始上电 随着 当
解决办法:加上自举电容。 开始上电 同时自举电容充电到12V。 随着 12V+5V,同时 由于电容的存在, 总结:利用二极管加电容将 2.2.2续流电感 (1)基本信息 连接在SW脚上的L1电容 作用:作为外围电路,实现降压 (2)原理 详情见1.3降压电路原理 2.2.3反馈网络 (1)基本信息 由连接在FB引脚上的R2,R3,R4组成 作用:设置输出电压 (2)原理 原理:R1,R2电阻对输出电压实现分压后,将R2两端电压值反馈给FB引脚,FB引脚得到电压值后与设定的电压值比较,可以通过调节芯片中MOS管开关频率(调节占空比)来调整输出电压。 R2取值:首先,选择 R2 的值。 R2 值应合理选择,因为 R2 值过小会导致相当大的静态电流损耗,但 R2 值过大又会使 FB 对噪声敏感。 建议 R2 在 5 - 100kΩ 之间。通常情况下,R2上电流在 5 - 30µA 之间可在系统稳定性和空载损耗之间取得良好平衡。
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