本文為大家?guī)?lái)buck變換器設(shè)計(jì)介紹。

buck變換器總電路原理

此次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)BUCK變換器的主電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，所選擇的全控型器件為P-MOSFET。查閱相關(guān)資料，可以使用以脈寬調(diào)制器SG3525芯片為主的控制電路來(lái)產(chǎn)生PWM控制信號(hào)，從而來(lái)控制P-MOSFET的通斷。然后通過(guò)設(shè)計(jì)以IR2110為主芯片的驅(qū)動(dòng)電路對(duì)P-MOSFET進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，電路需要使用兩個(gè)輸出電壓恒定為15V的電源來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)芯片工作。

同時(shí)采用電壓閉環(huán)，將輸出電壓進(jìn)行分壓處理后將其反饋給控制端，由輸出電壓與載波信號(hào)比較產(chǎn)生PWM信號(hào)，達(dá)到負(fù)反饋穩(wěn)定控制的目的，得到電路的原理框圖1所示。

圖1 總電路原理框圖

電路基本結(jié)構(gòu)

下圖2所示為BUCK型DC/DC變換器的基本結(jié)構(gòu)，此電路主要由虛線框內(nèi)的全控性開(kāi)關(guān)管T和續(xù)流二極管D以及輸出濾波電路LC構(gòu)成。對(duì)開(kāi)關(guān)管T進(jìn)行周期性的通、斷控制，便能將直流電源的輸入電壓Vs變換成為電壓Vo輸出給負(fù)載。

圖2 Buck變換器的電路結(jié)構(gòu)

驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

主芯片介紹

考慮到IR2110它兼有光耦隔離和電磁隔離，且電路芯片體積小，集成度高，響應(yīng)快，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，內(nèi)設(shè)欠壓封鎖，而且其成本低，易于調(diào)試，并設(shè)有外部保護(hù)封鎖端口等的優(yōu)點(diǎn)，在此次設(shè)計(jì)中采用IR2110作為主驅(qū)動(dòng)芯片。

IR2110內(nèi)部功能由三部分組成：邏輯輸入；電平平移及輸出保護(hù)。如上所述IR2110的特點(diǎn)，可以為裝置的設(shè)計(jì)帶來(lái)許多方便。尤其是高端懸浮自舉電源的設(shè)計(jì)，可以大大減少驅(qū)動(dòng)電源的數(shù)目，即一組電源即可實(shí)現(xiàn)對(duì)上下端的控制。其內(nèi)部電路圖如圖3所示。

圖3 IR2110內(nèi)部電路

主芯片外圍電路設(shè)計(jì)

雖然IR2110的主要優(yōu)點(diǎn)是一組電源即可實(shí)現(xiàn)對(duì)上下端的控制，但遺憾的是在此次BUCK變換電路的設(shè)計(jì)中只用到了一個(gè)開(kāi)關(guān)管，故沒(méi)有充分體現(xiàn)出IR2110的優(yōu)點(diǎn)。

考慮到設(shè)計(jì)方便，選取12腳作為輸入端，1腳作為輸出端，將2腳接到P-MOSFET開(kāi)關(guān)管的S極，這樣便可以使IR2110正常驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管了。