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解决计划 | 换个思路 ,简单帮你解决中高压升降压问题!

宣布时间:2023-06-16
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阅读人数:4591

目前在工业控制系统、新能源储能系统及许多电子设备中 ,为了适应多样的电压规模 ,提高能量使用效率 ,许多应用场景都需要中高压升降压计划来实现。


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好比 ,工业交换机在标准POE?供电时常用48V降压场景 ,为了包管稳定的供电 ,在使用非POE供电时 ,辅助电源最低输出可能到9V ,这时就需要升压输出12V ,因而需要中高压升降压计划。同样 ,户外便携储能充电应用需要满足太阳能板9V-50V输出12V的应用场景 ,因而也涉及到升降压的场景。


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中高压升降压?橥杓婆哟 ,本钱较高 ,一定要这么庞大才华满足吗?


市面上主流的中高压升降压拓扑计划有四开关管升降压控制芯片、SEPIC/反激控制芯片等。实际上四开关管升降压芯片本钱很高 ,而SEPIC/反激控制芯片设计庞大。

如果仅需要升降压功效 ,功率较小 ,不需要隔离时 ,本篇解决计划将以SCT2650为例 ,介绍一个本钱适宜、设计简单的升降压计划 ,来满足更多应用场景使用。

一个简单的升压解决计划原理


SCT2650是一个4.5V-60V输入连续5a输出的Buck芯片 ,集成了80mΩ Rdson高侧功率MOSFET。芯片接纳峰值电流模式控制 ,输出电压可调理 ,具有优秀的线路和负载瞬态响应 ,简化了外部回路赔偿设计。


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1 Buck-Boost级联拓扑图


1中的Buck-Boost级联拓扑图 ,通过BuckBoost相结合 ,两个功率电路级联的方法来实现升降压事情。不过在Buck输出端与Boost输入端电容电感形成了一个三阶滤波器 ,在包管电压增益稳定的情况下 ,可以使用低阶滤波器取代三阶滤波器 ,所以在原来的基础上 ,我们可以获得一个更为简化的Buck-Boost级联拓扑。


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2为简化版升降压级联拓扑原理图 ,同时也是SCT2650实现Buck-Boost的实际拓扑计划。在原先Buck拓扑基础上增加Q2,D2作为增补实现升降压事情器件 ,将纯粹的Buck拓扑变为了Buck-Boost级联单电感升降压解决计划 ,而Q2控制信号来自于SCT2650SW1信号。


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3级联Buck-Boost事情时序图


该电路控制要领较为简单 ,在T0-T1时刻 ,Q1,Q2导通 ,SW1高电平为Vin电压 ,给电感贮存能量 ,输出电容放电给负载供电。在T1-T2时期 ,D1,D2导通 ,SW2高电平为Vout电压 ,电感电流不可突变 ,通过D1,D2给输出电容及负载供电 ,输出电压关系推导如下:

由伏秒平衡得

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可获得该该拓扑输入输出电压关系为

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当占空比爆发变革时 ,此计划可以实现正向升降压功效。


高输入电压条件下;ふぜ

实际应用场景中 ,由于SCT2650有非?淼氖虑榈缪构婺 ,SW1信号作为Q2的控制信号时 ,就会保存SW1高电平较高的情况。Q2的栅极驱动电压一般最大在20V左右 ,这就有可能导致损坏Q2的栅极;谡飧鲆患 ,我们对Q2的驱动电路部分进行进一步设计。


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4 Q2驱动电路设计


通过一个Q3和稳压管形成简单的稳压电路 ,使Q2的驱动电压最高被稳压二极管稳定在9.1V以内 ,从而起到;Q2的一个作用。


总结一下 ,用Buck-Boost级联来实现升降压的优劣势如下:


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三、推荐应用条件

SCT2650为例的升降压计划 ,推荐应用条件如下:


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SW1,SW2波形及输出纹波测试波形


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5 Vin=9V Vout=12V Iout=2A


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6 Vin=12V Vout=12V Iout=2A


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7 Vout=12V 的效率测试


Tips设计注意要点


1电感饱和电流需考虑Buck-Boost拓扑结构 ,结合对电感的感值选型。

2需要快速动态响应时建议comp参数为:对地阻容建议68K ,3.3nf ,并联对地电容为330pf。

3输入输出电容选型需考虑Buck-Boost拓扑结构 ,来满足输出纹波需求。



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更多同类用法:SCT2450CSTER


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