功率电感:模拟信号隔离的法则(上) 插件电感厂家功率电感在电机和电子设计中经常需要对模拟信号进行隔离。模拟信号可以承载代表电压、电流、温度、压力、位置和流量等物理世界的信息,这些模拟信号通常必须在具有较大电平差,或者模块接地面间具
VDS为开关管S1的耐压;ID为开关管S1的导通电流;I0为变换器输出电流。
续流二极管D1,续流二极管使用快恢复二极管,但为了进一步降低其损耗,在电压允许的情况下最好采电感器公司用肖特基二极管。其反向击穿电压大于输出电压,正向电流大于输出电流。
滤波电感L1,滤波电感选取应满足纹波要求,所以
滤波电容C2,滤波电容的选取要满足输出电压纹波要求。滤波电容不是理想电容,它包含等效串联功率电感ESL和等效串联电阻ESR,在500kHz以下,等效串联电感ESL可以忽略,输出的纹波在很大程度上由等效串联电阻RCO和电容值CO决定。一般对于电解电容而言,在很宽的范围内,RCO×CO的值为一常数,一般为50×10-6~80×10-6。通常取其平均值65×10-6。则等效串联电阻RCO为
以上对整个BUCK变换器的设计作了大致说明。
设计的相应指标:
输入电压:19~31V
输出电压:15V/5A;5V/3A;3.3V/3A
输出电压纹波:<50mV
相应设计特点如下:
为便于设计采用了国家半导体公司的集成芯片LM2679进行设计,以便在不使用时进行一步降低待机功耗,设计相应使能电路即外部不需要输出时关闭芯片输出。如图4中的Ctrl_ON。
为保证在大电流输出时各个模块之间互不干扰,以免发生自激。在每个DC_DC模块输入端口均串有一个约1μH的磁珠,磁珠对模块中产生的高频分量且高阻抗,而对输入的直流呈低阻抗,可以对各个并联模块之间进行有效的隔离。
3、实验结果与结论
通过对实际电路的PCB设计以及调试,并记录了相应数据及输出电压波形电感厂家。表1给出了不同输入电压时整个系统的工作状况,图5~图7给出了各模块输出电压以及其输出纹波。通过对以上数据的观察,最终得到了与预期结果基本一致。
通过对上述实验的测试、分析得出结论:(1)设计BUCK变换器时,输入电容容值一定要选好且位置要紧邻控制芯片,以保证输出电压具有较高的负载调整率。(2)在多路并联输出的情况下,为防止多路串扰而发生自激情况,可以在每个模块的输入端串入一个1μH的小磁珠加以阻隔。(3)为进一步降低输出纹波,需要使用等效直流电阻较小的陶瓷电容,且为进一步降低输出纹波可进行多个并联使用。