简谈buck 电源设计步骤

neilsheng121

Bucktopology是目前最广泛应用的非隔离降压dc-dc设计拓扑结构。分为功率级，驱动级，和环路控制级。功率级由电感和输出电容组成，驱动级为mosfet，驱动，PWM控制器组成，环路控制为EA，补偿电路，采样电路组成。
首先确定客户或项目的参数需求（举例说明）：
比如客户要求输入时12vin总线，考虑波动范围定义输入电压10vinmin-20vinmax，输出5V/10A已经考虑到降额。输出纹波要求30mV，效率90% 开关频率低于500khz规避系统其他同频段干扰。
这样我们能得到以下的已知最基础参数
输入电压Vin：10vinmin-20vinmax
输出电压Vou他：5vdc
输出电流Iout：10A
输出纹波Voutripple：30mV
开关频率Fs：400khZ
第一步：计算确定功率电感参数
设计电路工作在CCM模式，反馈模式峰值电流反馈
从已知输入参数导出
∆IL≈35%Iout；Dmin=5/10=0.5;Dmax=5/20=0.25
∆IL=Vout*（1-DMax）/L*Fs  
推到出电感量L≥2.67uH 选择常用感量3.3uH的电感
计算真实的∆IL= Vout*（1-DMax）/3.3uH*Fs=1.15A
ILpeak=Iout+0.5*1.15A=11.15A ，取电感的饱和电流15A防止磁心饱和。
除了DCR电感的参数计算完毕
第二部：选择合适的Mosfet
由于效率要求较高我们选择方案为同步整流方案  
耐压VDss＞Vinmax 取Vdss=25Vdc
电流ID＞Ioutmax取ID=15A
由于Mosfet是电路核心的功率损耗源头，要得到好的效率首选选择合适的mos管
把损耗降到最低。
Highside mos：开关损耗+导通损耗，米勒平台的原因开关损耗占主要因素，
选择Qg小，Cmiller低的mosfet。
Lowside Mos ：相当于零电压导通，只需考虑导通损耗，选择Rdson低的mosfet。
损耗的具体计算公式很繁琐暂不做详细计算。
最后一部分：确定合适的输入，输出电容
1）输出电容Cout
Vripple≈∆IL/8COUT*Fs+ ESR*∆IL
根据输出纹波的大小计算出合适的输出电容Cout，ESR可以并联贴片陶瓷电容做减小。
2）输入电容CIN
由于buck电路电感是在输出端，输入电容呈现斩波形式的di/dt，需要考虑输入电容的耐纹波电流能力。
Irms= Imax*D*（Vin-Vout）* （Vin-Vout）
选择大于Irms 高温度等级的电容器提高输入电容循环寿命。  
        

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谢谢分享buck 电源设计步骤

struggle

看起来很不错哦，收藏之~~~
谢谢LZ啦！！！

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