【導(dǎo)讀】作為新手在以后的電子設(shè)計(jì)過程中,總會(huì)碰到開關(guān)buck-boost變換器的相關(guān)設(shè)計(jì),本文本著服務(wù)電子元件技術(shù)網(wǎng)的朋友們,為大家?guī)?lái)自己關(guān)于四開關(guān)buck-boostt變換器的一些小想法。
現(xiàn)在正在研究四開關(guān)buck-boost,和大家一起來(lái)討論一下這個(gè)不算很熱門的拓?fù)浒伞?/div>
四開關(guān)buck-boost的拓?fù)浜芎?jiǎn)單,如下圖。

對(duì)于四開關(guān)buck-boost,它本身有一種非常傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的控制方式。

那就是Q1和Q3同時(shí)工作,Q2和Q4同時(shí)工作。并且兩組MOS交替導(dǎo)通,如上圖。
如果把Q2和Q4換成二極管,那么也是同樣能工作,只不過沒有同步整流而已。
對(duì)于這種控制方式,在CCM情況下我們可以得到公式:
Vin*D=Vout(1-D)也就是說(shuō),Vout=Vin*D/(1-D). 這個(gè)電壓轉(zhuǎn)換比和我們常見的buck-boost是一樣的。

只不過常見的buck-boost的輸出電壓是負(fù)壓,而四開關(guān)輸出的是正壓。
[page]
但是這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單,沒有模態(tài)切換。但是缺點(diǎn)是,四個(gè)管子都在一直工作,損耗大,共模噪音也大。

基于傳統(tǒng)控制方式的缺點(diǎn)。多年前,一家知名的IC公司推出了一款控制IC,革新了這個(gè)拓?fù)涞目刂品绞健?/div>

其思路就是當(dāng)Vin〉Vout的時(shí)候,把這個(gè)拓?fù)洚?dāng)純粹的BUCK來(lái)用,當(dāng)Vin<Vout的時(shí)候 當(dāng)一個(gè)boost來(lái)用。

但是,這種思路本身沒什么奇特之處。真正有技術(shù)含量的是,當(dāng)VIn=Vout的時(shí)候,采用怎么樣的控制方式?
從buck過渡到中間模態(tài),再過渡到boost的時(shí)候,如何做到無(wú)縫切換? 這幾個(gè)問題,后來(lái)成為各家IC公司,大開腦洞,爭(zhēng)奪知識(shí)產(chǎn)權(quán)的戰(zhàn)場(chǎng)。
先假設(shè)輸出為固定的12V,輸入假設(shè)為一個(gè)電池,充滿電電壓為16V,放電結(jié)束電壓為8V。
那么從輸入16V開始,此時(shí)的工作狀態(tài)顯然是BUCK。
那么四個(gè)管子的驅(qū)動(dòng)信號(hào)如下圖:


那么當(dāng)輸入電池電壓逐漸開始降低,M1的占空比也逐漸開始增大,而M2的占空比開始減小。
此時(shí)M2的占空比是個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)。
[page]
因?yàn)镮C內(nèi)部對(duì)M2的脈寬有個(gè)最小設(shè)定,假如說(shuō)是200ns。
那么現(xiàn)在假設(shè)輸入電壓掉到12.5V,而M2的脈寬也收縮到了200ns。IC內(nèi)部的邏輯電路就認(rèn)為到了模態(tài)切換的時(shí)候了。
此時(shí)發(fā)生的變化是,M3和M4兩個(gè)管子不再是常關(guān)和常通的狀態(tài),而是開始開關(guān)了。

如果我們把上圖進(jìn)行分解,就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象,就是在一個(gè)clock周期里面,前半周期是buck,后半周期是boost。

這個(gè)時(shí)候boost切進(jìn)去的時(shí)候,M3是以最小占空比切入的,而且該占空比不可調(diào)。此時(shí)M2的占空比則會(huì)從最小突然展寬以抵消boost模特切入的影響。在這個(gè)時(shí)候,輸出會(huì)產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)態(tài)效應(yīng)。那么當(dāng)輸入繼續(xù)下降的時(shí)候,M2的占空比會(huì)繼續(xù)減小。
那么當(dāng)M2再度回到最小占空比的時(shí)候,IC內(nèi)部邏輯電路會(huì)認(rèn)為模態(tài)需要再次轉(zhuǎn)換了。此時(shí),M2將固定在最小占空比,而M3則開始跳出最小占空比,可以逐漸展寬。理論上來(lái)說(shuō),這個(gè)過渡應(yīng)該是完全無(wú)縫的切換,但是由于芯片內(nèi)部的clock時(shí)序的切換,也會(huì)對(duì)輸出造成一種動(dòng)態(tài)效應(yīng)。

這個(gè)時(shí)候,變成了前半周期是boost,后半周期是buck。同樣,當(dāng)輸入電壓繼續(xù)降低的時(shí)候,電路會(huì)切入完全的boost模態(tài)。

特別推薦
- 伺服驅(qū)動(dòng)器賦能工業(yè)自動(dòng)化:多場(chǎng)景應(yīng)用方案深度解析
- 10年壽命+零下40℃耐寒:廢物管理物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池選型密碼
- 從混動(dòng)支線機(jī)到氫能飛行器:Vicor模塊化電源的航空減碳路線圖
- 意法半導(dǎo)體披露公司全球計(jì)劃細(xì)節(jié),重塑制造布局和調(diào)整全球成本基數(shù)
- 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)重構(gòu)技術(shù)落地!意法半導(dǎo)體全球首發(fā)可編程車規(guī)MCU破解域控制器算力僵局
- 深度解析電壓基準(zhǔn)補(bǔ)償在熱電偶冷端溫度補(bǔ)償中的應(yīng)用
- 如何為特定應(yīng)用選擇位置傳感器?技術(shù)選型方法有哪些?
技術(shù)文章更多>>
- 強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手!貿(mào)澤攜TE用電子書解碼智能制造破局之道
- 從單點(diǎn)突破到系統(tǒng)進(jìn)化:TDK解碼傳感器融合的AI賦能密碼
- 0.15%精度革命!意法半導(dǎo)體TSC1801重塑低邊電流檢測(cè)新標(biāo)桿
- 激光器溫度精準(zhǔn)控制,光纖通信系統(tǒng)的量子級(jí)精度躍遷
- 高精度電路噪聲飆升?解密運(yùn)放輸入電容降噪的「三重暴擊」與反殺策略
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
電阻測(cè)試儀
電阻觸控屏
電阻器
電阻作用
調(diào)速開關(guān)
調(diào)諧器
鼎智
動(dòng)力電池
動(dòng)力控制
獨(dú)石電容
端子機(jī)
斷路器
斷路器型號(hào)
多層PCB
多諧振蕩器
扼流線圈
耳機(jī)
二極管
二極管符號(hào)
發(fā)光二極管
防靜電產(chǎn)品
防雷
防水連接器
仿真工具
放大器
分立器件
分頻器
風(fēng)力渦輪機(jī)
風(fēng)能
風(fēng)扇