調整開關頻率時,這些問題要考慮
發布時間:2022-09-07 來源:ADI 責任編輯:wenwei
【導讀】開關模式電源采用固定、可ke調tiao或huo與yu外wai部bu時shi鍾zhong同tong步bu的de頻pin率lv進jin行xing開kai關guan轉zhuan換huan。開kai關guan頻pin率lv值zhi決jue定ding了le電dian源yuan電dian容rong和he電dian感gan的de外wai形xing尺chi寸cun,因yin此ci也ye決jue定ding了le其qi成cheng本ben。為wei設she計ji出chu小xiao型xing低di成cheng本ben電dian路lu,設she計ji人ren員yuan開kai始shi使shi用yong更geng高gao的de開kai關guan頻pin率lv。
根據其數據手冊技術規格,開關穩壓器IC中內置的振蕩器通常可用於非常寬的頻率範圍。例如:單片 ADP2386 降壓變換器IC可確保其開關頻率在設定值的±10%範圍內。其他常用的開關穩壓器IC則指定為設定值的±20%或更高範圍。由於ADP2386開關頻率具有±10%的變化範圍,在極端情況下,ADP2386使用RT將開關頻率設置為600 kHz,即可在540 kHz和660 kHz頻率下進行開關轉換。
圖 1. ADP2386 降壓變換器,其開關頻率由電阻 RT 設置。
在設計電路時,必須考慮到開關頻率可能會有20%的變化,由於流經電感的峰值電流會隨實際開關頻率有所不同,因此,電感電流紋波會直接影響輸出電壓紋波。
圖2顯示了開關頻率對電感電流紋波的影響。圖中,600 kHz的標稱開關頻率以藍色顯示。最小(540 kHz)開關頻率以紫色顯示,最大(660 kHz)開關頻率以綠色顯示。在600 kHz的標稱設置頻率下,當穩壓器在540 kHz頻率下開關時,可以看到峰峰紋波電流為1.27 A。但是,在600 kHz的相同頻率設置下,開關穩壓器也能夠在660 kHz頻率下開關,相應的紋波電流為1.05 A。在此例中,220 mA的線圈電流紋波差異可能是由於電路中不同組件的開關頻率變化導致的。這已經超過了整個允許的溫度範圍
圖 2. 受開關頻率變化影響的峰到峰線圈電流紋波
開關穩壓器的限流值設置必須考慮這個因素。峰值電流必須足夠低,才能確保在正常運行期間不會激活現有的任何過流保護。
請注意,本例未考慮所有其他可能出現的變化因素,如電感和電容值變化。
圖3顯示了不同的電流紋波變化的相應輸出電壓紋波值。電路設計為開關頻率為600 kHz時產生4.41 mV紋波電壓。在540 kHz開關頻率下,紋波電壓為5.45 mV;在660 kHz開關頻率下,紋波電壓為3.66 mV。
圖 3. 在開關模式穩壓器 IC 中,開關頻率變化導致的輸出電壓紋波變化
本ben例li中zhong,考kao慮lv的de唯wei一yi變bian量liang就jiu是shi允yun許xu的de溫wen度du範fan圍wei內nei開kai關guan頻pin率lv的de變bian化hua。在zai實shi際ji應ying用yong中zhong,可ke能neng存cun在zai許xu多duo其qi他ta變bian量liang,如ru電dian感gan和he電dian容rong的de實shi際ji值zhi變bian化hua。這zhe些xie亦yi受shou工gong作zuo溫wen度du的de影ying響xiang。但dan是shi,我wo們men也ye可ke以yi假jia設she,在zai大da多duo數shu情qing況kuang下xia,開kai關guan頻pin率lv的de實shi際ji變bian化hua不bu會hui達da到dao±10%dexianzhi。tongchang,kaiguanpinlvhuizaizhidingfanweizhongjiandedianxingzhifujinbianhua。weilexitongdikaolvdianyuanzhongdesuoyoudongtaibianliang,womenkeyitongguomengtekaluofenxizhaodaodaan。qizhongbutongfenlianghebianliangcanshudebianhuagenjuqifashengdegailvjinxingjiaquan,bingxianghuguanlian。shiyongADI免費提供的 LTspice ® 仿真軟件可進行蒙特卡羅分析。
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