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基于 ZETA 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器設(shè)計

作者: 時間:2012-03-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

引言

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/177704.htm

同 SEPIC 類似, 也需要兩個電感和一個串聯(lián)電容器(有時稱飛跨電容)。SEPIC 轉(zhuǎn)換器使用一個標(biāo)準(zhǔn)升壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行配置, 轉(zhuǎn)換器則不同,它通過一個驅(qū)動高端 PMOS FET 的降壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行配置。ZETA 轉(zhuǎn)換器是對不穩(wěn)定輸入電源進(jìn)行調(diào)節(jié)的另一種方法,它就像一個低成本墻式電源。我們可以使用一個耦合電感來最小化電路板空間。本文將介紹如何一個運(yùn)行在連續(xù)導(dǎo)電模式 (CCM) 下帶耦合電感的 ZETA 轉(zhuǎn)換器。

基本工作原理

圖 1 顯示了 ZETA 轉(zhuǎn)換器的簡單電路圖,其由一個輸入電容 CIN、一個輸出電容 COUT、耦合電感 L1a 和 L1b、一個 AC 耦合電容 CC、一個功率 PMOS FET 即 Q1,以及一個二極管 D1 組成。圖 2 顯示了 Q1 為開啟狀態(tài)和 Q1 為關(guān)閉狀態(tài)時,在 CCM 下運(yùn)行的轉(zhuǎn)換器。

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圖 1 ZETA 轉(zhuǎn)換器的簡單電路圖

若想要知道各個電路節(jié)點的電壓,在兩個開關(guān)都為關(guān)閉狀態(tài)且無開關(guān)操作時對 DC 條件下的電路進(jìn)行分析很重要。電容 CC 與 COUT 并聯(lián),因此在穩(wěn)態(tài) CCM 期間 CC 被充電至輸出電壓 VOUT。圖 2 顯示了 CCM 運(yùn)行期間 L1a 和 L1b 的電壓。

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圖 2 CCM 運(yùn)行期間的 ZETA 轉(zhuǎn)換器

Q1 關(guān)閉時,L1b 的電壓必須為 VOUT,因為其與 COUT 并聯(lián)。由于 COUT 被充電至 VOUT,因此 Q1 關(guān)閉時 Q1 的電壓為 VIN + VOUT;這樣一來, L1a 的電壓便為相對于 Q1 漏極的 –VOUT。Q1 開啟時,充電至 VOUT 的電容 CC 與 L1b 串聯(lián);因此 L1b 的電壓為 +VIN,而二極管 D1 的電壓則為 VIN + VOUT。

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圖 3 顯示了通過各種電路組件的電流。Q1 開啟時,輸入電源的能量被存儲在L1a、L1b 和 CC 中。L1b 還提供 IOUT。Q1 關(guān)閉時,CC 持續(xù)為 L1a 提供電流,而 L1b 再次提供 IOUT。

圖 3 CCM 期間 ZETA 轉(zhuǎn)換器的分量電流


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