基于双向DC-DC电路的Buck开关稳压电源参考设计-2016.docx

基于双向DC-DC电路的Buck开关电源设计学名：李群同组成员：蒋世程，陈志明Buck开关电源设计要求（1）输入电压：20VDC～30VDC（2）输出电压：15VDC±1%（3）输出额定电流（Iorated）：2A（4）最小负载电流（Iomin）：0.2A（5）过载保护动作电流：2.2A～2.5A（6）电源调整率：SU ? 0.5%（7）负载调整率：SI ? 0.5%（8）输出纹波：?Uopp ? 0.15V二、主电路参数设计（1）滤波电感设计输出最小电流为0.2A，最大负载阻抗RLmax ?75? ，设计此时电感电流临界连 续。当输入电压变化时，占空比变化范围为：Dmax ? 0.75 、Dmin ? 0.5L ?1 (1?D)RT ? 375μH取L ?375μH1 2minLmax1?I Lpp1 ??I Lpp2 ?(1 ?Dmin )DminUdmaxfL(1 ?Dmax )DmaxUdminfL? 0.4A? 0.2A电感最大峰值电流ILmax?Iomax?1 ?I2Lppmax? 2.5 ? 0.2 ? 2.7A电感电流最大有效值I Lrmsmax ?I orated ? 2A采用 EI28 磁芯，电感设计数据如下： 材料： TP3 或TP4，最大磁密：Bm ? 0.3T初级绕组匝数：N ?LI Lmax ? 40.1Ae Bm取N ?41气隙垫层核算：2 ?Bm?0??NI Lmax气隙垫层?? 0.23mm电感绕制参数：初级绕组线径：?0.35mm漆包线3股并绕41匝 气隙垫层：3层纸（2）输出滤波电容设计C ?U dmax Dmin (1 ?Dmin ) ? 2.8μF8Lf ?U opp考虑等效串联电阻影响，电容选择应满足?ICmax Resr ??U oppmax ，对于大多数铝电解电容，有ResrC?65?10?6??F，电容选择应满足C?65?10?6??I Cmax ，?U oppmax由于?ICmax ??I Lmax ，有：C ? 65 ?10?0.40.15? 173 ?10?6 F取C13 ?C19?220μFC18 ?47μF（3）主电路开关元件设计MOS 管最大有效值电流I VTrmsmax ?Iorated? 1.7A同步整流MOS 管最大有效值电流IVTrmsmax?Iorated? 1.4AMOS管选择：额定电流不小于3A，额定电压不低于100V MOS管选择：IRF630N额定电流9.3A额定电压200V开通时间： ton ?tdon ?tr ? 22ns关断时间：toff?tdoff ?tf? 42ns峰值脉冲电流：Ism ? 37A（4）RCD 缓冲电路设计1）电路运行基本条件MOS 管关断时DS 间最高电压UABmax：U ABmax ?Udmax ? 30VMOS 管最小占空比Dmin 或最小导通时间tonmin：Dmin ? 0.5 ，tonmin ?10μsMOS 管最大负载电流IAmax：I Amax ?I Lmax ? 2.7AMOS管开关频率f：f?50kHzT ? 20μsMOS 管的关断时间tf：tf ? 15nsMOS 管允许最大电压上升率：无要求MOS 管导通允许最大峰值电流ICpmax：ICpmax ? 37AMOS 管开通允许最大电流上升率：无要求2）参数设计Cs 电容选择：IAmaxtf2CS?UCf??UdminCS ?? 0.68nF电容选取：CS ? 2.2nF 、额定电压50V3）Rs 参数设计（5 分）3RSCS ?tonmin ? 10μsRS ? 152?U ABmax ?I RSAmax?ICpmaxRS ? 0.9?P ?1 fC U2? 0.05WR 2SABmaxRs电阻选取：20?0.25W 4）二极管选择MOS 管额定电流：I VTrms ? 1.7AVD额定电流：I?k?1.7sVDsa 1.57?10VDs 额定电压：不小于30V取0.2A 左右二极管选取：HER102额定电流1A，额定电压100V三、SG3525A控制电路参数设计（1）开关频率设置选择 SG3525A 控制芯片，由于该芯片为双端输出控制，故电路采用双路脉 冲合成模式，主电路采用双向DC-DC 变换电路。根据：f?1C10(0.7R9 ? 3R8 )振荡频率：f? 50kHz得到：R9 ? 2.7k?C10 ? 10nFR8 ? 47（2）电压反馈设置反馈参考电压选择2.5V，则分压电阻：R15 ?R19 ，选择：R15 ?R19 ? 2k?U (R ?R )输出电压15V，则有：o2221R20 ?R21 ?R22? 2.5V反馈分压电阻选择：R20 ? 5.6k?R21 ?1k?