3-A synchrone spanningsomvormer Geïntegreerde schakeling IC LMR33630BQRNXRQ1

1.

De functie van een buck-converter is om de ingangsspanning te verlagen en aan te passen aan de belasting.De basistopologie van een buck-converter bestaat uit de hoofdschakelaar en een diodeschakelaar die tijdens de pauze wordt gebruikt.Wanneer een MOSFET parallel is aangesloten op een continuïteitsdiode, wordt deze een synchrone buck-converter genoemd.De efficiëntie van deze buck-converterindeling is hoger dan die van eerdere buck-converters vanwege de parallelle verbinding van de low-side MOSFET met de Schottky-diode.Figuur 1 toont een schema van een synchrone buck-converter, de meest voorkomende lay-out die tegenwoordig op desktop- en notebookcomputers wordt gebruikt.

2.

Basis rekenmethode

De transistorschakelaars Q1 en Q2 zijn beide N-kanaals vermogens-MOSFET's.deze twee MOSFET's worden gewoonlijk high-side- of low-side-schakelaars genoemd en de low-side MOSFET is parallel geschakeld met een Schottky-diode.Deze twee MOSFET's en de diode vormen het hoofdstroomkanaal van de omzetter.Ook de verliezen in deze componenten vormen een belangrijk onderdeel van de totale verliezen.De grootte van het uitgangs-LC-filter kan worden bepaald door de rimpelstroom en rimpelspanning.Afhankelijk van de specifieke PWM die in elk geval wordt gebruikt, kunnen de feedbackweerstandsnetwerken R1 en R2 worden geselecteerd en sommige apparaten hebben een logische instelfunctie voor het instellen van de uitgangsspanning.De PWM moet worden geselecteerd op basis van het vermogensniveau en de bedrijfsprestaties bij de gewenste frequentie, wat betekent dat wanneer de frequentie wordt verhoogd, er voldoende aandrijfcapaciteit moet zijn om de MOSFET-poorten aan te drijven, die het minimaal vereiste aantal componenten vormen. voor een standaard synchrone buck-converter.

De ontwerper moet eerst de vereisten controleren, dwz V-ingang, V-uitgang en I-uitgang, evenals de vereisten voor de bedrijfstemperatuur.Deze basisvereisten worden vervolgens gecombineerd met de verkregen vereisten voor vermogensstroom, frequentie en fysieke grootte.

3.

De rol van buck-boost-topologieën

Buck-boost-topologieën zijn praktisch omdat de ingangsspanning kleiner, groter of hetzelfde kan zijn als de uitgangsspanning, terwijl een uitgangsvermogen van meer dan 50 W nodig is. Voor uitgangsvermogens van minder dan 50 W kan de single-ended primaire inductoromzetter (SEPIC ) is een kosteneffectievere optie omdat er minder componenten worden gebruikt.

Buck-boost-converters werken in buck-modus wanneer de ingangsspanning groter is dan de uitgangsspanning en in boost-modus wanneer de ingangsspanning lager is dan de uitgangsspanning.Wanneer de omzetter in een transmissiegebied werkt waar de ingangsspanning zich in het uitgangsspanningsbereik bevindt, zijn er twee concepten om met deze situaties om te gaan: ofwel zijn de buck- en boost-fasen tegelijkertijd actief, ofwel zijn de schakelcycli afwisselend tussen buck- en boost-fasen. en boosttrappen, die elk gewoonlijk op de helft van de normale schakelfrequentie werken.Het tweede concept kan subharmonische ruis aan de uitgang induceren, terwijl de nauwkeurigheid van de uitgangsspanning mogelijk minder nauwkeurig is in vergelijking met conventionele buck- of boost-werking, maar de omzetter zal efficiënter zijn vergeleken met het eerste concept.