BUCK電源分立器件搭建原理圖實(shí)戰(zhàn)之滯回電路
我們知道MOS管需要開通快關(guān)斷快，這樣才能減少損耗，那MOS管的前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路一般情況都使用三極管推挽電路實(shí)現(xiàn)，我們先定前級(jí)驅(qū)動(dòng)電路的電源是12V，我們來(lái)看一下電路是怎么搭建的。
如圖一示，我們來(lái)分析一下這個(gè)電路，后面是BUCK的拓?fù)淝懊媸峭仆祀娐罚?2V電源經(jīng)過(guò)限流電阻10K，到N管B極和P管B極，當(dāng)ON時(shí)N管導(dǎo)通Ib=1mA左右的電流，12V電源通過(guò)10R對(duì)MOS管GS電容充電，當(dāng)GS電壓充到3V時(shí)MOS管開始導(dǎo)通，當(dāng)OFF時(shí)，GS電容通過(guò)10R電阻對(duì)P管放電，還可以經(jīng)過(guò)下拉電阻放電當(dāng)GS電容電壓低于3V后MOS管關(guān)斷，接下來(lái)我們繼續(xù)看：
（▲圖一)
分析思路時(shí)我們說(shuō)要用比較器做雙閾值電路輸出三角波，用比較器輸出PWM波，那可以確定我們需要兩個(gè)比較器，因?yàn)槲覀児╇婋娫炊?2V，所以我們需要比較器的輸入電壓范圍是寬電壓的，綜合考慮下來(lái)我們選擇LM393DT/SO-8，我們來(lái)分析一下三角波電路該怎么搭建滯回比較器，滯回比較器正輸入端用電阻分壓做出一個(gè)分壓值，且需要接正反饋電阻，讓比較器更加快速的翻轉(zhuǎn)，為什么呢？
因?yàn)橹拔覀兎治鏊悸窌r(shí)候說(shuō)過(guò)，需要給電容充放電時(shí)候繞開大拐角,眾所周知負(fù)反饋是用于使系統(tǒng)穩(wěn)定的，那正反饋是使的系統(tǒng)輸出上升下降沿更陡，這正是我們需要的所需要的，所以滯回電路需要接正反饋，比較器負(fù)端要接電容，因?yàn)橐獙?duì)電容進(jìn)行充放電所以負(fù)端直接接電容，比較器輸出端接電阻到電容一端給電容當(dāng)充放電電阻，如圖二示，接下來(lái)我們看一下滯回電路中參數(shù)如何選擇。
（▲圖二)
為使電容繞開充放電大拐角我們選擇電源電壓的1/3處為低閾值，2/3處為高閾值，則高閾值為8V，低閾值為4V，當(dāng)電容上的電充到8V的時(shí)候讓比較器輸出低，開始給電容放電，當(dāng)電容上的電放到4V時(shí)，讓比較器輸出高，開始給電容充電，如圖三示。
（▲圖三)
需要保證I1回路電流為1mA,我們先把R94、R98阻值確定下來(lái)，電源電壓12V，支路電流1mA,那R94、R98總阻值10K左右，那就取R94=4.7K,R98=5.1K，確定好電阻阻值后，來(lái)看一下比較器輸出高和低時(shí)候滯回比較器的等效回路，輸出高回路如圖四示。
（▲圖四)
（▲圖五)
（▲圖六)
當(dāng)比較器初始上電時(shí)電容上是沒(méi)有電壓的，也就是說(shuō)這時(shí)候比較器會(huì)輸出高電平然后給電容充電，當(dāng)電容上的電壓充到8V時(shí)，比較器輸出低電容開始放電，當(dāng)放到4V時(shí)又開始充電，這樣我們就可以確定比較器輸出高電平和低電平時(shí)正輸入端的閾值電壓是多少看一下比較器輸出高時(shí)的等效電路如圖四示，要想給電容充電這個(gè)回路不影響R95和R96的分壓值，從內(nèi)阻法分析是不是要R5的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R95和R96,內(nèi)阻不在一個(gè)量級(jí)，電容的充放電回路就鉗位不了分壓電位，那我們?nèi)5=20K,先把電容充電回路取消掉，如圖五示，那我們?cè)賮?lái)看一下比較器輸出低電平時(shí)候的等效電路，如圖六示，這個(gè)電路中只有R96不確定，那我們根據(jù)疊加定理我們可以列一個(gè)等式。
當(dāng)比較器輸出低時(shí)R96計(jì)算：已知R94=4K7,R98=5K1
當(dāng)比較器輸出高時(shí)R95計(jì)算：已知R94=2K、R98=10K、R96=4.358*103Ω
總結(jié)：R94=4K7、R95=1.216*103Ω、R96=4.358*103Ω、R98=5.1*103Ω
接下來(lái)我們計(jì)算頻率為20KHz時(shí)，怎樣計(jì)算電容的容值，已知R5=20K，f=20Khz，電容電壓從4V----8V,設(shè)Vc1=8，Vc2=4
那電容上最大的充電電流可以這么計(jì)算：
電容上最小充電電流為零，那電容的平均充電電流用下面等式計(jì)算：
那電容上最大的放電電流可以這么計(jì)算：
那電容上最小的放電電流可以這么計(jì)算：
可以得出電容的平均放電電流為：
電容上的電壓差用?V表示：
電容電流充電公式：
對(duì)于電容充電而言：
對(duì)于電容放電而言：
綜上所述：
而三角波頻率f=20Khz得:
因?yàn)镮c*Tc=If*Tf，則
分別使用充放電公式計(jì)算電容的值：
最終得到電容的容值為：C=9.375*10^-10 F
我們可以取一個(gè)1nF的電容即102，X7R材質(zhì)，頻率會(huì)有細(xì)小誤差，實(shí)際調(diào)試過(guò)程中使用示波器實(shí)測(cè)頻率再做調(diào)整，至此滯回比較器所有參數(shù)均已求出，計(jì)算參數(shù)是理論指導(dǎo)，具體數(shù)值還需實(shí)際測(cè)試中確定。
附：網(wǎng)盤鏈接中提供載波頻率16KHz、20KHz、40KHz的參數(shù)計(jì)算過(guò)程使用軟件Mathcad 15
后臺(tái)回復(fù)關(guān)鍵詞【滯回比較器】可獲取滯回比較器參數(shù)計(jì)算
PCIe 6.0時(shí)代即將到來(lái) 你準(zhǔn)備好了嗎？
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