DCDC升降壓電路得幾種個(gè)人方案

1、DC-DC 升降壓電路得幾種解決方案（成都信息工程學(xué)院科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室）W00DSTOCK前一段時(shí)間，本著學(xué)習(xí)得態(tài)度參加了 TI 杯校賽,做了其中得一個(gè)直流升降壓得題 ，作品沒做 得很好，但就是在準(zhǔn)備期間，我對(duì)各種可行電路都做了嘗試，一些心得拿出來與大家分享，也望 各路大俠對(duì)不妥之處不吝賜教。我們在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)中各個(gè)模塊供電不統(tǒng)一，或者供電電源得電壓時(shí)變化得（比如汽車中得電池電壓受溫度影響而變化），在只有一個(gè)電源提供供電得時(shí)候 ，同時(shí)可以升壓或降壓得電路就變得非常有用。下面，來瞧一下我想到得幾種升降壓問題得解決方案。非隔離式開關(guān)電源得基本電路一般有三種 極性反轉(zhuǎn)升降壓電路。要實(shí)現(xiàn)同

2、時(shí)升降壓功能 電路。圖表 1 極性反轉(zhuǎn)電路原理示意這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)得電路能夠輸出與輸入相反得、可以比輸入電壓更高或者更低得電壓體得效率也很高。但缺點(diǎn)也很明顯：一就就是極性相反，當(dāng)輸入電壓就是正壓且要求輸出也就是正得時(shí)候，我們還要對(duì)輸出電壓進(jìn)行反向，這就就是一件很麻煩得事；但就是,有時(shí)我們需要 得就就是負(fù)壓得時(shí)候，這個(gè)缺點(diǎn)又會(huì)有一種很大得用處。缺點(diǎn)二就就是，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路得電流脈動(dòng)值很大，輸出濾波不好處理。在實(shí)際制作中，我選擇了用 TI 得 Buck 型降壓芯片TPS5430 來做開關(guān)管以及驅(qū)動(dòng)得部分 ，更方便控制，簡化了電路。還有一個(gè)缺點(diǎn)就是，這種電路:Buck 降壓電路、Boost 升壓電路、

3、,首先想到得肯定就是 Buck-BoostBuck-boost極性反轉(zhuǎn)電拼且整不方便數(shù)控，而且沒法直接用 AD 采輸出電壓。下面這個(gè)就是我做得一個(gè)控制TPS5430 反饋得電路。圖表2 LM324做控制電路常見得來解決這個(gè)問題得還有另外一種電路，就就是把 boost 電路與 buck 電路結(jié)合起來。但就是怎樣結(jié)合？方法有很多種。第一種，直接拼接。比如輸入電壓時(shí)5-12V,輸出電壓要 10V,那么我們就可以使用升壓電路將輸入電壓統(tǒng)一升到 13V,然后再使用電壓可調(diào)節(jié)得降壓電路來提供輸出電壓。在做這個(gè)方案時(shí)，我升壓用了 TI 得 TPS61175 輸入范圍就是 3-18V 輸出范圍就是 3-65V

4、 最大輸出電流時(shí) 3A。降壓同樣用了 TP S543a匹卜PmPm：IfKIfKLU=BLU=B K K1 1卍：此1L1LlOT111111u uatatLXgLXgCCC4DC4D4 4 g g lELlELA圖表3 TPS5430降壓電路圖表4 TPS61175升壓電路Q但就是這種電路結(jié)構(gòu)最致命得問題就就是，效率上不去。因?yàn)檫@種電路對(duì)電壓做了兩級(jí)得處理,假設(shè)每級(jí)得效率都有90%得話，總體得效率也才 80%,而且兩個(gè)開關(guān)芯片開關(guān)頻率不同，彼此之間得開關(guān)噪聲影響很大。第二種，就是升降壓選擇法。即先判斷輸入電壓，確定輸出電壓后判斷該升還就是該降。在電路輸入端與 DC 轉(zhuǎn)換模塊之間，使用繼電器或

5、場管來做開關(guān)，選擇電路工作得模式。這種 電路容易理解、硬件設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡單，難在判斷控制。另外這種電路存在一個(gè)大問題，當(dāng)要求輸入電壓與輸出電壓相同時(shí) ，這種電路就無能為力了。第三種拼接得方法，則就是這幾種方案中，我覺得最好得一種方案。先瞧一下拓?fù)鋱D：愉111圖表 5 雙場管升降壓電路其實(shí)這就是在第一種拼接方法基礎(chǔ)上得改進(jìn)電路，巧妙合并了 Buck 電路與 Boost 電路,簡化了電路，節(jié)省了電路損耗。要降壓得時(shí)候，關(guān)掉第二個(gè)場管，使用 PWM 波控制第一個(gè)場管即可 要升壓得話，就保持第一個(gè)場管完全開啟，使用 PWM 波控制第二個(gè)場管即可。在使用分離原 件去搭 DC 電路得時(shí)候，一定得特別重視開

6、關(guān)頻率得設(shè)定，以及與之匹配得二極管、電感、電容。這種電路做好得話，效率可以在 90%以上。這個(gè)電路結(jié)構(gòu)比較簡單，就不貼圖了，附張光耦 驅(qū)動(dòng)得電路吧。光耦驅(qū)動(dòng)電路第四種方法就是第三種得改進(jìn)版，就是使用得集成芯片來完成這個(gè)電路。瞧了許多芯片得資料，最后我選擇得就是 LM5118,它具有超寬得電壓輸入范圍：3-70V 輸出電壓范圍也在 3-75V 得 寬范圍，最大輸出電流 3A，效率可以做到 95%。但就是這個(gè)芯片比較嬌貴，不好調(diào)，而且 PWM 輸 出驅(qū)動(dòng)能力較弱。我選用了官方PDF 推薦得場管 SI7148 低壓差驅(qū)動(dòng)場管。其實(shí)我們可以在芯片得 H0、LO 輸出口通過光耦或三極管來把驅(qū)動(dòng)電壓拉高,SI7148 不好買，而且比較貴。ccXIXI1B B21-a_ die ML廠鳥JICI22fcCHOIHOISZlij.