开关电源

开关电源设计介绍

1.Buck & Boost 降压 & 升压电路

1.1 工作原理图

Buck降压原理图

\[{V_{out}} = {V_{in}}*\frac{{{T_{on}}}}{T}\]

Boost升压原理图

\[{U_o} = {U_i}/(1 - \frac{{{T_{on}}}}{{{T_{on}} + {T_{off}}}})\]

Buck-Boost 降压-升压原理图

\[{U_o} = {U_i}*\frac{{T_{on}^1}}{{T_{on}^1 + T_{off}^1}}/(1 - \frac{{T_{on}^2}}{{T_{on}^2 + T_{off}^2}})\]

1.2 开关电源的基本元件

1.电子开关

• 三极管/IGBT/NMOS,以后趋势:NMOS
• 内置NMOS:Iout<5A
• 外置NMOS:NMOS可并联使用，从而提高电流

2.二极管 注意二极管开关频率，要高于Buck/Boost的开关频率

• 肖特基二极管
• 快恢复/超快恢复二极管
• 推荐:

1A/40V: 1N5819

3A/40V: 1N5822 MBR340 SK34 30WQ04 31DQ04 SR304

5A/40V: 1N5825 SR504 SB540 50WQ04

8A/40V: SR840

16A/40V: SR1640

3.电感 选择屏蔽电感

• 直流电阻DCR:采用DCR较小的电感
• 通流能力Irms
• 饱和电流Isat
• 电流需满足:I<0.8*MAX(Irms,Isat)

4.电容

• 输入电容: 电解电容并上0.1uF电容
• 输出电容: 希望ESR较小,使用MLCC X7R 固态电容 (钽电容 耐压最是3倍的输出) 并上 0.1uF电容

1.3 芯片推荐

LM2596/LM2576 ￥1

• 输入电压: Max 40V
• 输出电压: 1.2~37V
• 输出电流: Max 3A
• 开关频率: 150KHz (频率越高，效率越高)

MC34063A/MC33063 ￥0.2 （支持升压/降压开关稳压芯片）

• 输入电压: 2.5~40V
• 输出电压: 1.25~40V
• 输出电流: Max 1.5A
• 开关频率: 100KHz (频率越高，效率越高)