21帖和25帖中,有工作原理介绍~
【设计大赛】用三极管做 dc-dc Buck
参赛类型:开关电源
用三极管做一款dc-dc Buck 线路,比较适合初学者 DIY。有兴趣的朋友可以动手搭一下玩玩 ~ 线路简单,成本也很低。
初初搭这个电路的时候,没有想到输出能带1A的负载。而且,不论带载能力,还是效率都比MC34063要高。空载时的输入电流极低,只有不到0.5mA。似乎很少有 IC 能做到这么低。
这个线路的不足是输出电压的负载调整率差一些,看看有没有什么办法改进一下 ~
Input = 12V
Output = 5.2V / 1A
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有的朋友可能不是很清楚这个线路的工作原理,来简单介绍一下。不一定对,欢迎大家批评指正 ~
一 Q1导通的时候:
(1)L1上的电流增加,同时输出的电压也升高。此时Q2导通,为Q1提供足够的基极电流。
(2)随着输出电压的升高,Q2的 Vbe逐渐下降(Vb点的电压由于稳压管D2的存在不能超过6V2), Q2 的Ice(也就是Q1的Ib)也随之下降。
(3)当Q1的Ib减小到不足以使Q1完全导通的时候,Vce变大。A点的电压下降一点点。这一点点的电压下降使得电容C2放电,放电方向如图所示。
(4)C2的放电使得Q2的基极电压Vb下降,Ice随之减少。Q1的导通进一步变差,A点的电压也进一步下降。
(5)如此的反馈导致Q1,Q2迅速关断,A点电压下降到0V附近。由于C2的放电,把Q2的基极电压Vb拉低1-2V。 图中绿色为A点电压,红色为Q2的Vb,蓝色为电感上的电流。
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@mko145
负载调整率比较差也并不一定完全是因为稳压管的电压不够稳定。请参看负载500mA时的waveform,其中黄色线为输出电压,蓝色为Q2的Vb。从图上看Vbe有大概0.8V,而不是0.6~0.7V.也就是说输出电压的变化有可能是Vbe的变化导致的~由于手上只有500mA的waveform,没有办法比较。[图片]
负载调整率是有VBE的关系。那也是带到500MA就要下降0.8V了,如果你在带到1A就会下降更多了,因为你的VB固定了在6.2V,那么你空载载时就输出6.2V,由于PN结有0.6-0.7V的压降差,那么带上一定的负载就会下降0.6-0.7,带再高的负载输出电压在不变下,输出功率不变下,负载加大,那么电压就会下来了,P=UI,总P不变时I增大那么U自然就下来,如果加入TL431做动态调整,那么U=P/I,比如动态调整率达到100%,即U不变,那么I增大,P就会增大,所以想启用三极管的最大功率就要加入动态调整率。
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@mko145
有的朋友可能不是很清楚这个线路的工作原理,来简单介绍一下。不一定对,欢迎大家批评指正~一Q1导通的时候:(1)L1上的电流增加,同时输出的电压也升高。此时Q2导通,为Q1提供足够的基极电流。(2)随着输出电压的升高,Q2的Vbe逐渐下降(Vb点的电压由于稳压管D2的存在不能超过6V2),Q2的Ice(也就是Q1的Ib)也随之下降。(3)当Q1的Ib减小到不足以使Q1完全导通的时候,Vce变大。A点的电压下降一点点。这一点点的电压下降使得电容C2放电,放电方向如图所示。(4)C2的放电使得Q2的基极电压Vb下降,Ice随之减少。Q1的导通进一步变差,A点的电压也进一步下降。(5)如此的反馈导致Q1,Q2迅速关断,A点电压下降到0V附近。由于C2的放电,把Q2的基极电压Vb拉低1-2V。图中绿色为A点电压,红色为Q2的Vb,蓝色为电感上的电流。[图片] [图片]
恩,这个电路不错!!
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@mko145
有的朋友可能不是很清楚这个线路的工作原理,来简单介绍一下。不一定对,欢迎大家批评指正~一Q1导通的时候:(1)L1上的电流增加,同时输出的电压也升高。此时Q2导通,为Q1提供足够的基极电流。(2)随着输出电压的升高,Q2的Vbe逐渐下降(Vb点的电压由于稳压管D2的存在不能超过6V2),Q2的Ice(也就是Q1的Ib)也随之下降。(3)当Q1的Ib减小到不足以使Q1完全导通的时候,Vce变大。A点的电压下降一点点。这一点点的电压下降使得电容C2放电,放电方向如图所示。(4)C2的放电使得Q2的基极电压Vb下降,Ice随之减少。Q1的导通进一步变差,A点的电压也进一步下降。(5)如此的反馈导致Q1,Q2迅速关断,A点电压下降到0V附近。由于C2的放电,把Q2的基极电压Vb拉低1-2V。图中绿色为A点电压,红色为Q2的Vb,蓝色为电感上的电流。[图片] [图片]
自激式振荡,工作频率和脉宽都随负载而变
是个很不错的低成本电路,严重适合山寨化产品,呵呵
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二 Q1关断的时候
(1)L1上的电流经续流二极管D1继续为负载供电。其电流逐渐减小,输出端的电压也随之下降。
(2)Q2处于关闭状态。Q2的Vb此时不到5V。Vb电压不断升高,上升的速度取决于R4,C3和C2。实际上是输入电压Vin,通过R4对C3和C2充电。参看21帖中红色的波形。
(3)当Vb升高到一定的电压(大约6V左右,尚未达到6V2,此时的负载电压已经降低了0.1-0.2V),Vbe已经达到 0.6~0.7V。Q2开始导通一点点。Q1随即也开始导通。A点的电压有所上升。
(4)A点的电压上升使得C2上产生电流。电流方向如图所示。该电流加速了Q2的导通,也进一步促使Q1导通,A点电压进一步升高。
(5)此反馈效应致使 Q1,Q2迅速导通,L1上的电流开始增加,(此时Q2的Vb与负载电压一起上升,Q2保持导通)。之后重复21帖中的过程 ~
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@PQ2620
负载调整率是有VBE的关系。那也是带到500MA就要下降0.8V了,如果你在带到1A就会下降更多了,因为你的VB固定了在6.2V,那么你空载载时就输出6.2V,由于PN结有0.6-0.7V的压降差,那么带上一定的负载就会下降0.6-0.7,带再高的负载输出电压在不变下,输出功率不变下,负载加大,那么电压就会下来了,P=UI,总P不变时I增大那么U自然就下来,如果加入TL431做动态调整,那么U=P/I,比如动态调整率达到100%,即U不变,那么I增大,P就会增大,所以想启用三极管的最大功率就要加入动态调整率。
不好意思,之前没有注意到你讲的“动态调整”。如果用TL431做成可变的稳压管来做负载调整的话,理论上应该是可以的。
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@mko145
二Q1关断的时候(1)L1上的电流经续流二极管D1继续为负载供电。其电流逐渐减小,输出端的电压也随之下降。(2)Q2处于关闭状态。Q2的Vb此时不到5V。Vb电压不断升高,上升的速度取决于R4,C3和C2。实际上是输入电压Vin,通过R4对C3和C2充电。参看21帖中红色的波形。(3)当Vb升高到一定的电压(大约6V左右,尚未达到6V2,此时的负载电压已经降低了0.1-0.2V),Vbe已经达到0.6~0.7V。Q2开始导通一点点。Q1随即也开始导通。A点的电压有所上升。(4)A点的电压上升使得C2上产生电流。电流方向如图所示。该电流加速了Q2的导通,也进一步促使Q1导通,A点电压进一步升高。(5)此反馈效应致使Q1,Q2迅速导通,L1上的电流开始增加,(此时Q2的Vb与负载电压一起上升,Q2保持导通)。之后重复21帖中的过程~ [图片]
三极管对管恒流,成本也是比较低的,但可靠不知如何!!
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说到这里,我们会有一个问题 - 为什么当 Q2的基极电压 Vb第一次上升到大概 6V的时候,只让Q1导通了一下,产生了一个很细的脉冲。而当第二次上升后却能将 Q1彻底打开呢? 这个问题着实让我伤了半天脑筋。后来发现所有的条件都一样,唯独L1上的电流在这两个时间点不同。
根据输入电压,Q1导通时间和 L1的电感量可以计算出,L1上电流的峰值能达到800-900mA。
1.第一次细脉冲出现的时候,电感L1上的电流大概下降到 400mA左右。由于电感上的电流不能突变,所以当 Q1导通的时候,Q1上流过的电流瞬间达到 400mA。这个电流使得输入电压马上被拉低了 0.2~0.25V。
2.而当细脉冲过后,电感 L1上的电流继续下降。等到 Q2的 Vb再次上升到一定高度,能够打开Q2时,L1上的电流已经很小了(大概不到100mA)。此时Q1导通后,流经Q1的输入电流几乎是由 0开始上升。输入电压瞬间没有明显的下降。于是,这次Q2的基极电压 Vb得以继续上升,Q1成功的打开并保持住了 ~
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