• 回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

Buck电路中【输入电压，输出电压，占空比的关系】

大大们，我做了个Buck，将12V转为5V，现在有几个问题，我想请教大家。

（1）在我设计的电路中，当改变UC3843的RT电阻，相应的输出方波的占空比一定会改变，那么负载上的输出电压Vo  也会改变，但经过计算，Vo与输入电压12V之比，并不等于选定RT后对应的占空比，我想了很久也没有想通。

（2）然后我就思考，是否是我的电压反馈做的不好，我就试着将那两个用于电压反馈的大电阻（50K，20K），进行不同阻值的配对，但是无论怎么改，负载输出电压就是变化不大（不超过0.5V）。

（3）最后，我觉得自己对于UC3843的2脚的功能应该理解的还不够，还望大大点拨。

其实，我的问题可以归结为，我设计的Buck电路中，选定UC3843的RT电阻阻值对应的占空比D，跟【 负载输出电压Vo与输入电压12V之比】之间的关系如何理清。

还望大大指教，多谢了。。

依照上图进行仿真，数据如下。（Saber软件）

第二幅图中，橙黄色曲线为UC3843的2脚电压，绿色曲线为1欧姆负载上输出电压，蓝色曲线为MOS管G极驱动方波，下图给出放大图。

占空比  超过50%的情况下，为何负载输出电压却只有3.5V不到？？（注意，我的输入电压是12V）
全部回复(25)
正序查看
倒序查看
新月GG
2
2015-02-02 15:55
MOS管的驱动电压要看GS端电压，而不是G对地的电压。
0
回复
405小灰灰
LV.3
3
2015-02-02 16:02
@新月GG
MOS管的驱动电压要看GS端电压，而不是G对地的电压。
我看了下，G端为10.5V，S端为5.8V，这个压差足以导通MOS管。。然后您想说的是，MOS管S端为5.8V，导致输出的负载电压不对吗？
0
回复
新月GG
4
2015-02-02 16:22
@405小灰灰
我看了下，G端为10.5V，S端为5.8V，这个压差足以导通MOS管。。然后您想说的是，MOS管S端为5.8V，导致输出的负载电压不对吗？

直接看mos的S端对地的电压波形吧，看是否有异常

0
回复
405小灰灰
LV.3
5
2015-02-02 16:33
@新月GG
直接看mos的S端对地的电压波形吧，看是否有异常

经查看，没有异常。。

还是想问一下，为什么负载输出电压不能   简单粗暴地   用【（输入电压）乘以（占空比）=（输出电压） 】呢?

上图的仿真结果是根据下图进行的，其中UC3843的供电另外用15V供电

0
回复
ymyangyong
6
2015-02-02 17:10
@新月GG
直接看mos的S端对地的电压波形吧，看是否有异常
改变UC3843的RT电阻，只是改变了最大占空比，输出稳压还是要靠2脚的反馈控制。
0
回复
frada_0804
LV.3
7
2015-02-02 17:10
你用3843没有经过升压或者电平转换直接推高端NMOS，MOS管不能完全工作在开关状态，而可能工作在放大区，这时候MOS管的损耗是很大的。建议将IRF150换成一个PMOS，然后3843通过控制NMOS来实现PMOS开关。
0
回复
新月GG
8
2015-02-02 17:11
@405小灰灰
经查看，没有异常。。还是想问一下，为什么负载输出电压不能 简单粗暴地 用【（输入电压）乘以（占空比）=（输出电压）】呢?[图片]上图的仿真结果是根据下图进行的，其中UC3843的供电另外用15V供电[图片]
可能是你的运放结构用的不对，纯比例放大100k欧/5k欧是有静差的。最好把100k欧改成RC串联，即100k欧+1uF之类的。
0
回复
电源网-娜娜姐
LV.10
9
2015-02-02 17:14
@frada_0804
你用3843没有经过升压或者电平转换直接推高端NMOS，MOS管不能完全工作在开关状态，而可能工作在放大区，这时候MOS管的损耗是很大的。建议将IRF150换成一个PMOS，然后3843通过控制NMOS来实现PMOS开关。
打酱油路过下  楼主加油
0
回复
405小灰灰
LV.3
10
2015-02-02 17:52
@新月GG
可能是你的运放结构用的不对，纯比例放大100k欧/5k欧是有静差的。最好把100k欧改成RC串联，即100k欧+1uF之类的。

恩恩，我试一下，再跟您交流。。

对了，可能我说的不太清楚，我更改的那两个大电阻是图中的50K，20K，没有涉及到UC3843的电压反馈网络的100K。。

0
回复
405小灰灰
LV.3
11
2015-02-02 18:05
@ymyangyong
改变UC3843的RT电阻，只是改变了最大占空比，输出稳压还是要靠2脚的反馈控制。

统帅大大，您说到点子上了，能否具体讲讲UC3843的2脚电压反馈呢？小弟愿悉听指教。。

小弟自己理解的2脚电压反馈，是参照这篇文章的用法，链接如下  http://www.dianyuan.com/bbs/1487654.html

0
回复
405小灰灰
LV.3
12
2015-02-02 18:33
@frada_0804
你用3843没有经过升压或者电平转换直接推高端NMOS，MOS管不能完全工作在开关状态，而可能工作在放大区，这时候MOS管的损耗是很大的。建议将IRF150换成一个PMOS，然后3843通过控制NMOS来实现PMOS开关。

排长大大，请您看看23贴我的最新思路呢。

0
回复
ymyangyong
13
2015-02-02 19:07
@405小灰灰
统帅大大，您说到点子上了，能否具体讲讲UC3843的2脚电压反馈呢？小弟愿悉听指教。。小弟自己理解的2脚电压反馈，是参照这篇文章的用法，链接如下 http://www.dianyuan.com/bbs/1487654.html
2脚是3843内部误差放大器的负端输入，跟内部2.5v基准进行比较，Vo=2.5*(Rd+Ri)/Rd，楼上链接中说的没错。
0
回复
水乡电源
14
2015-02-02 19:15
@405小灰灰
排长大大，请您看看23贴我的最新思路呢。[图片]

电路图都错了,搞个屁呢,

BUCK的输出电压=输入电压*占空比-线路损耗

BUCK有2种做法,第一种,输入与输出共地,用PMOS放在高端,用NPN的三极管的集电极驱动,或者用N MOS放高端用变压器隔离驱动,

                     第2种,输入与输出不共地,NPS放地端,芯片直接驱动,

0
回复
405小灰灰
LV.3
15
2015-02-02 19:58
@ymyangyong
2脚是3843内部误差放大器的负端输入，跟内部2.5v基准进行比较，Vo=2.5*(Rd+Ri)/Rd，楼上链接中说的没错。
那么我参照他的电路，利用50K，20K的电阻做电压反馈，并且仅修改20K那个电阻阻值（变化范围10K到50K，不超过50K），50K的那个电阻不变，为何输出电压变化不大呢？
0
回复
405小灰灰
LV.3
16
2015-02-02 20:11
@水乡电源
电路图都错了,搞个屁呢,BUCK的输出电压=输入电压*占空比-线路损耗BUCK有2种做法,第一种,输入与输出共地,用PMOS放在高端,用NPN的三极管的集电极驱动,或者用NMOS放高端用变压器隔离驱动,                    第2种,输入与输出不共地,NPS放地端,芯片直接驱动,

的确，BUCK做法分两大类：输入，输出共地与否。

有个情况我还是说一下：我不是做实际产品的，我仅仅想做个实验验证一下，我是本科生，小白一枚。

还有就是，我就只考虑【用N沟道MOS管，并且是放在高端】的情况，旅长您说的我暂时不考虑。

不知道这样做，能否做出结果，并验证理论。

还望 旅长指教。

0
回复
ymyangyong
17
2015-02-02 20:11
@405小灰灰
那么我参照他的电路，利用50K，20K的电阻做电压反馈，并且仅修改20K那个电阻阻值（变化范围10K到50K，不超过50K），50K的那个电阻不变，为何输出电压变化不大呢？
可能最大占空比偏小了，加大RT试试。
0
回复
405小灰灰
LV.3
18
2015-02-02 21:00
@ymyangyong
可能最大占空比偏小了，加大RT试试。

通过仿真结果来看，一旦RT取值固定，50K，20K这两个电阻无论用什么阻值配对（大阻值放上面替代50K，小阻值放下面替代20K），负载输出电压变化不大。

另外，修改阻值配对的过程中发现，UC3843的2脚电压只会出现下面这两大类情况：

那么新的疑问来了，当UC3843的2脚电压无论属于上面的哪种情况的时候，根据那两个电阻（前文中的50K，20K）的仿真数值，反推计算负载输出电压，发现与仿真给出的负载输出电压均不一致。

难道仿真出了问题？

  

0
回复
ymyangyong
19
2015-02-02 21:31
@405小灰灰
通过仿真结果来看，一旦RT取值固定，50K，20K这两个电阻无论用什么阻值配对（大阻值放上面替代50K，小阻值放下面替代20K），负载输出电压变化不大。另外，修改阻值配对的过程中发现，UC3843的2脚电压只会出现下面这两大类情况：[图片]那么新的疑问来了，当UC3843的2脚电压无论属于上面的哪种情况的时候，根据那两个电阻（前文中的50K，20K）的仿真数值，反推计算负载输出电压，发现与仿真给出的负载输出电压均不一致。难道仿真出了问题？  
建议RT增大到2k以上，排除最大占空比影响后再测试。注意可调范围，仿真不一定能代表实际情况。
0
回复
电源网-fqd
20
2015-02-03 10:06
帖子非常不错，推荐到帖子底部经典图库。更多请点击哦：http://www.dianyuan.com/bbs/classic/
0
回复
405小灰灰
LV.3
21
2015-02-03 12:36
@新月GG
直接看mos的S端对地的电压波形吧，看是否有异常

军长大大， 貌似找到问题所在了。。

看MOS管S端对地电压波形，要从两方面着手：电压幅值，波形。

我昨天仅仅考虑波形是否为方波，这样考虑太偏颇，其实还要考虑S端的电压幅值。

Buck理想模型加在【电感和续流二极管负极的公共端，也就是我设计电路的MOS管的S端】的电压理论上应该是输入电压

我设计电路的输入电压是12V，那么理论上在S端也应该是12V，但仿真结果达不到

7贴那个排长可能说到关键了，我的MOS管无论是在A图，还是B图中，都处于放大状态，导致在MOS管上的电压损耗特别大，所以S端电压远低于12V

（从另一方面来讲，利用N沟道MOS管，而且还在高端，去做Buck的确不好处理）

但是，我想了一个晚上，有了新的思路：

我在B图的基础上，渐渐加大UC3843的供电电压，那么MOS管S端电压也会慢慢抬升

当我把供电电压加到20V并进行电路仿真，MOS管S端电压接近12V（仿真结果给的11.5V），计算负载输出电压与输入电压12V的比值，发现与此时选定的RT对应的占空比非常接近了

不知道，用这种方法去【”模拟“MOS管的开关状态，MOS管可能还是处于放大状态】，是否可行？还望军长大大点拨。

（我只是单纯地从进行Buck电路的验证的角度出发，不是为了设计产品）

0
回复
405小灰灰
LV.3
22
2015-02-03 12:41
@ymyangyong
建议RT增大到2k以上，排除最大占空比影响后再测试。注意可调范围，仿真不一定能代表实际情况。

统帅大大，问题有了转机。

归根结底是MOS管的驱动问题，如7贴那位排长所说，我设计的电路中MOS管都处于放大状态，而非开关状态

但是，我现在有个新的思路：

我在B图的基础上，渐渐加大UC3843的供电电压，那么MOS管S端电压也会慢慢抬升

当我把供电电压加到20V并进行电路仿真，MOS管S端电压接近12V（仿真结果给的11.5V），计算负载输出电压与输入电压12V的比值，发现与此时选定的RT对应的占空比非常接近了

不知道，用这种方法去【”模拟“MOS管的开关状态，MOS管可能还是处于放大状态】，是否可行？还望统帅大人点拨。

（我只是单纯地从进行Buck电路的验证的角度出发，不是为了设计产品）

0
回复
405小灰灰
LV.3
23
2015-02-03 12:47
@frada_0804
你用3843没有经过升压或者电平转换直接推高端NMOS，MOS管不能完全工作在开关状态，而可能工作在放大区，这时候MOS管的损耗是很大的。建议将IRF150换成一个PMOS，然后3843通过控制NMOS来实现PMOS开关。

排长大大，您一语中的

但是，请看我的新思路：

我在B图的基础上，渐渐加大UC3843的供电电压，那么MOS管S端电压也会慢慢抬升

当我把供电电压加到20V并进行电路仿真，MOS管S端电压接近12V（仿真结果给的11.5V），计算负载输出电压与输入电压12V的比值，发现与此时选定的RT对应的占空比非常接近了

不知道，用这种方法去【”模拟“MOS管的开关状态，MOS管可能还是处于放大状态】，是否可行？还望排长大大点拨。

（我只是单纯地从进行Buck电路的验证的角度出发，不是为了设计产品）

哦，您最后说的【然后3843通过控制NMOS来实现PMOS开关】，应该改成【然后3843通过控制PMOS来实现NMOS开关】吧？

0
回复
frada_0804
LV.3
24
2015-02-04 12:59
@405小灰灰
排长大大，您一语中的但是，请看我的新思路：我在B图的基础上，渐渐加大UC3843的供电电压，那么MOS管S端电压也会慢慢抬升当我把供电电压加到20V并进行电路仿真，MOS管S端电压接近12V（仿真结果给的11.5V），计算负载输出电压与输入电压12V的比值，发现与此时选定的RT对应的占空比非常接近了不知道，用这种方法去【”模拟“MOS管的开关状态，MOS管可能还是处于放大状态】，是否可行？还望排长大大点拨。（我只是单纯地从进行Buck电路的验证的角度出发，不是为了设计产品）哦，您最后说的【然后3843通过控制NMOS来实现PMOS开关】，应该改成【然后3843通过控制PMOS来实现NMOS开关】吧？
我觉得是可行的！现在很多内置MOS管的BUCK芯片都是这种思路的，就里面有自举电路将驱动升压。满足MOS管的Vgs大于10V以上时，如果MOS的损耗还是很大，这就有可能的是芯片的驱动能力不行了。验证是不是最大占空比受到限制，你可以增大输入电压，减小输出电压，再看输出电压对不对的。3843直接控制P-MOS也可以，只是逻辑反了下。
0
回复
ymyangyong
25
2015-02-04 14:03
@405小灰灰
统帅大大，问题有了转机。归根结底是MOS管的驱动问题，如7贴那位排长所说，我设计的电路中MOS管都处于放大状态，而非开关状态但是，我现在有个新的思路：我在B图的基础上，渐渐加大UC3843的供电电压，那么MOS管S端电压也会慢慢抬升当我把供电电压加到20V并进行电路仿真，MOS管S端电压接近12V（仿真结果给的11.5V），计算负载输出电压与输入电压12V的比值，发现与此时选定的RT对应的占空比非常接近了不知道，用这种方法去【”模拟“MOS管的开关状态，MOS管可能还是处于放大状态】，是否可行？还望统帅大人点拨。（我只是单纯地从进行Buck电路的验证的角度出发，不是为了设计产品）
只验证一下原理是可以的。3842供电比输出电压高10V以上的话，开关管可以饱和导通。
0
回复
水乡电源
26
2015-02-04 14:29
@405小灰灰
排长大大，您一语中的但是，请看我的新思路：我在B图的基础上，渐渐加大UC3843的供电电压，那么MOS管S端电压也会慢慢抬升当我把供电电压加到20V并进行电路仿真，MOS管S端电压接近12V（仿真结果给的11.5V），计算负载输出电压与输入电压12V的比值，发现与此时选定的RT对应的占空比非常接近了不知道，用这种方法去【”模拟“MOS管的开关状态，MOS管可能还是处于放大状态】，是否可行？还望排长大大点拨。（我只是单纯地从进行Buck电路的验证的角度出发，不是为了设计产品）哦，您最后说的【然后3843通过控制NMOS来实现PMOS开关】，应该改成【然后3843通过控制PMOS来实现NMOS开关】吧？

新手就是新手，

想证明高端Ｎ　ＭＯＳ这样行不行，你就要把输入电压搞到２４Ｖ以上去验证，不要用１２Ｖ

还用仿真？　这不是说笑吗？

0
回复
工程师都在看
求AC/AC方案:5-10Vac 50Hz 交流输入,6Vac 50KHz 12W 交流输出
dy-f6eXndEB
Vishay封装技术革新，带来设计全面提升！
小编推荐
全桥变压器波形问题
dy-KDxuaeDQ
利 兹 线 定 义 及 分 类
烧结型PI膜包利磁线
国产 LLC 控制芯片
endeavor
立
即
发
帖