【導(dǎo)讀】作為新手在以后的電子設(shè)計(jì)過程中，總會碰到開關(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)碜约宏P(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，和大家一起來討論一下這個不算很熱門的拓?fù)浒伞?/div>
四開關(guān)buck-boost的拓?fù)浜芎唵危缦聢D。
對于四開關(guān)buck-boost，它本身有一種非常傳統(tǒng)簡單的控制方式。
那就是Q1和Q3同時工作，Q2和Q4同時工作。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，Vout=Vin*D/(1-D). 這個電壓轉(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)是簡單，沒有模態(tài)切換。但是缺點(diǎn)是，四個管子都在一直工作，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，革新了這個拓?fù)涞目刂品绞健?/div>
其思路就是當(dāng)Vin〉Vout的時候，把這個拓?fù)洚?dāng)純粹的BUCK來用，當(dāng)Vin<Vout的時候 當(dāng)一個boost來用。
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的時候，如何做到無縫切換？ 這幾個問題，后來成為各家IC公司，大開腦洞，爭奪知識產(chǎn)權(quán)的戰(zhàn)場。
先假設(shè)輸出為固定的12V，輸入假設(shè)為一個電池，充滿電電壓為16V，放電結(jié)束電壓為8V。
那么從輸入16V開始，此時的工作狀態(tài)顯然是BUCK。
那么四個管子的驅(qū)動信號如下圖：
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M2的占空比是個關(guān)鍵的參數(shù)。
[page]
因?yàn)镮C內(nèi)部對M2的脈寬有個最小設(shè)定，假如說是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)切換的時候了。
此時發(fā)生的變化是，M3和M4兩個管子不再是常關(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，就會發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象，就是在一個clock周期里面，前半周期是buck，后半周期是boost。
這個時候boost切進(jìn)去的時候，M3是以最小占空比切入的，而且該占空比不可調(diào)。此時M2的占空比則會從最小突然展寬以抵消boost模特切入的影響。在這個時候，輸出會產(chǎn)生一個動態(tài)效應(yīng)。那么當(dāng)輸入繼續(xù)下降的時候，M2的占空比會繼續(xù)減小。
那么當(dāng)M2再度回到最小占空比的時候，IC內(nèi)部邏輯電路會認(rèn)為模態(tài)需要再次轉(zhuǎn)換了。此時，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。理論上來說，這個過渡應(yīng)該是完全無縫的切換，但是由于芯片內(nèi)部的clock時序的切換，也會對輸出造成一種動態(tài)效應(yīng)。
這個時候，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)降低的時候，電路會切入完全的boost模態(tài)。
特別推薦
- 800V牽引逆變器：解鎖電動汽車?yán)m(xù)航與性能躍升的工程密鑰
- 熱敏電阻技術(shù)全景解析：原理、應(yīng)用與供應(yīng)鏈戰(zhàn)略選擇
- 如何破解導(dǎo)航系統(tǒng)中MEMS IMU數(shù)據(jù)同步困局？
- 非線性響應(yīng)破局！新一代eFuse跳變曲線如何提升能效？
- 電源測量的導(dǎo)線布局如何影響測量精度？
- 小信號放大新思路，低成本儀表放大器的差分輸出設(shè)計(jì)
- 隔離SEPIC轉(zhuǎn)換器如何破解反激式拓?fù)涞腅MI與調(diào)節(jié)困局？
技術(shù)文章更多>>
- 線繞電阻在精密儀器與醫(yī)療設(shè)備中的高精度應(yīng)用和技術(shù)實(shí)踐
- 線繞電阻在電力電子與工業(yè)控制中的關(guān)鍵作用
- 精密電阻技術(shù)解析與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用指南
- 電位器技術(shù)全解析：從基礎(chǔ)原理到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
- 七連冠！貿(mào)澤電子蟬聯(lián)Molex亞太區(qū)年度電子目錄代理商大獎
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
