dcdc开关电源硬件总结(一)

最近面试各种电源岗 个人记录一下

DCDC:直流到直流变换器
ACDC:交流到直流变换器
SMPS:switching mode power supply
LDO:low dropout 低压差线性稳压电源
BUCK:降压变换器
BOOST:升压变换器
BUCK-BOOST:升降压开关电源
FLYBACK:就是反激式隔离电源
CCM:continuous conduct mode 电感电流联系
DCM:discrete conduct mode 电感电流断续
VMC:voltage mode control
CMC: current mode control
SRF:self-resonant frequency

MOS损耗

导通损耗 开通损耗 米勒效应 QG损耗(G)

二极管损耗

反向恢复 正向导通 漏电流损耗(很小)

电感损耗

、铜损 DRC(直流的)
铁损 漏磁

电容损耗

ESM 直流等效电阻(导致发热 寿命降低)

无源器件的等效

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buck电路工作原理

两种工作状态

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 图1 原理图

当Q1开关管导通,储能电感L1被充磁,流经电感的电流线性增加,同时给电容C1充电,给负载R1提供能量。见下图2。
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 当Q1开关管关断,储能电感L1通过续流二极管放电,电感电流线性减少,输出电压靠输出滤波电容C1放电以及减小的电感电流维持,如图3
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图3

boost电路工作原理

回头慢慢写

开关损耗:在IGBT的开启,IGBT的电压降低,电流上升,在IGBT的关断过程中IGBT的电压上升,电流下降,在一段时间内,电压和电流均不为0,由于功率等于电压乘以电流,即P=U×I(面积),产生损耗,开启损耗和关断损耗统称为开关损耗。
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(1)、尽量选择接近理想开关特性的开关管(GaN),以减小开关损耗。例如尽量选择导通电阻尽可能小的开关管,可以有效减小导通损耗。

(2)、尽量减小开关管开通(关闭)的电流上升时间(下降时间),尽量减小开关管开通(关断)的电压下降时间(上升时间),可以明显地减少开关电源的开关损耗。

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开关损耗随着频率的升高而增大,这一点很容易理解,随着开关频率提高(周期缩短),开关过渡时间所占比例增大,从而增大开关损耗。开关转换过程中,开关时间是占空比的二十分之一对于效率的影响要远远小于开关时间为占空比的十分之一的情况。由于开关损耗和频率有很大的关系,工作在高频时,开关损耗将成为主要的损耗因素。
P= 0.5 × VD × ID × (tSW(ON) + tSW(OFF)) × fS
VD 为关断电压,ID 是导通电流,tSW(ON)和tSW(OFF)是导通和关断时间。对于降压电路转换,VIN 是MOSFET 关断时的电压,导通时的电流为IOUT。
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ADC采样

方案一:我们的输入信号是50Hz (周期为20ms),初步定为1周期2500个采样点,(注:一周期最少采20个点,即采样率最少为1k) ,每2个 采样点间隔为 20ms /2500 = 8 us

ADC可编程的通道采样时间 我们选71.5周期,则 ADC采样周期一周期大小为

8us /71.5 。 ADC时钟频率约为 9 MHz。

将PCLK2 8 分频后作为ADC 的时钟,则可知ADC 时钟频率为 9MHz

方案二:我们的输入信号是50Hz (周期为20ms),初步定为1周期1000个采样点,(注:一周期最少采20个点,即采样率最少为1k) ,每2个 采样点间隔为 20ms /1000= 20 us

ADC可编程的通道采样时间 我们选239.5周期,则 ADC采样周期一周期大小为

20us /239.5 。 ADC时钟频率约为 12 MHz。

将PCLK2 6 分频后作为ADC 的时钟,则可知ADC 时钟频率为 12MHz

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