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ABB模塊3BSE003529R1

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更新時間:2024-10-08 17:49:55瀏覽次數(shù):87次

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開關(guān)模式電源采用固定、可調(diào)或與外部時鐘同步的頻率進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換。開關(guān)頻率值決定了電源電容和電感的外形尺寸,因此也決定了其成本。為設(shè)計出小型低成本電路,設(shè)計人員開始使用更高的開關(guān)頻率。

根據(jù)其數(shù)據(jù)手冊技術(shù)規(guī)格,開關(guān)穩(wěn)壓器 IC 中內(nèi)置的振蕩器通常可用于非常寬的頻率范圍。例如:單片 ADP2386 降壓變換器 IC 可確保其開關(guān)頻率在設(shè)定值的±10%范圍內(nèi)。其他常用的開關(guān)穩(wěn)壓器 IC 則為設(shè)定值的±20%或更高范圍。由于 ADP2386 開關(guān)頻率具有±10%的變化范圍,在情況下,ADP2386 使用 RT 將開關(guān)頻率設(shè)置為 600 kHz,即可在 540 kHz 和 660 kHz 頻率下進(jìn)行開關(guān)轉(zhuǎn)換。

在設(shè)計電路時,必須考慮到開關(guān)頻率可能會有 20%的變化,由于流經(jīng)電感的峰值電流會隨實際開關(guān)頻率有所不同,因此,電感電流紋波會直接影響輸出電壓紋波。

顯示了開關(guān)頻率對電感電流紋波的影響。圖中,600 kHz 的標(biāo)稱開關(guān)頻率以藍(lán)色顯示。?。?40 kHz)開關(guān)頻率以紫色顯示,大(660 kHz)開關(guān)頻率以綠色顯示。在 600 kHz 的標(biāo)稱設(shè)置頻率下,當(dāng)穩(wěn)壓器在 540 kHz 頻率下開關(guān)時,可以看到峰峰紋波電流為 1.27 A。但是,在 600 kHz 的相同頻率設(shè)置下,開關(guān)穩(wěn)壓器也能夠在 660 kHz 頻率下開關(guān),相應(yīng)的紋波電流為 1.05 A。在此例中,220 mA 的線圈電流紋波差異可能是由于電路中不同組件的開關(guān)頻率變化導(dǎo)致的。這已經(jīng)超過了整個允許的溫度范圍。

開關(guān)穩(wěn)壓器的限流值設(shè)置必須考慮這個因素。峰值電流必須足夠低,才能確保在正常運(yùn)行期間不會激活現(xiàn)有的任何過流保護(hù)。

請注意,本例未考慮所有其他可能出現(xiàn)的變化因素,如電感和電容值變化。

考慮的變量就是允許的溫度范圍內(nèi)開關(guān)頻率的變化。在實際應(yīng)用中,可能存在許多其他變量,如電感和電容的實際值變化。這些亦受工作溫度的影響。但是,我們也可以假設(shè),在大多數(shù)情況下,開關(guān)頻率的實際變化不會達(dá)到±10%的限值。通常,開關(guān)頻率會在范圍中間的典型值附近變化。為了系統(tǒng)地考慮電源中的所有動態(tài)變量,我們可以通過蒙特卡羅分析找到答案。其中不同分量和變量參數(shù)的變化根據(jù)其發(fā)生的概率進(jìn)行加權(quán),并相互關(guān)聯(lián)。使用 ADI 公司免費(fèi)提供的 LTspice 仿真軟件可進(jìn)行蒙特卡羅分析。

 

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