在这篇文章中,我们试图理解在buck boost变换器电路中电感的尺寸计算方法,以确保这些器件的最佳性能。
我们以IC 555升压转换器和IC 555降压转换器为例,试图通过方程和手动调整来理解优化技术,以便从这些转换器设计中获得最优的输出响应。
在我之前的几篇文章中,我们全面研究了SMPS降压和升压变换器的工作原理,并推导出了一些基本公式,用于评估这些变换器电路中的电压、电流和电感等重要参数。
在开始阅读本文之前,您可能想要总结以下文章中的细节,本文主要讨论电感器的设计方法。
Buck Boost基本方程
对于buck - boost SMPS电路中电感的计算,对于buck变换器和boost变换器,分别可以推导出以下两个归纳公式:
签证官= DVin----------用于Buck转换器
Vo = Vin / (1 - D)----------升压转换器
这里D =占空比,即每个PWM周期的晶体管ON时间/ ON + OFF时间
Vo =变频器输出电压
Vin =输入电源电压到转换器
由上面推导出的公式,我们可以理解,在SMPS电路中,可以用来度量输出尺寸的3个基本参数是:
Buck Boost变换器的主要参数
1)占空比
2)晶体管开/关时间
3)输入电压等级。
这意味着,通过适当调整上述任何一个参数,就有可能定制转换器的输出电压。这种调整可以通过自调整PWM电路手动或自动实现。
虽然上面的公式清楚地解释了如何优化降压或升压转换器的输出电压,但我们仍然不知道如何在这些电路中构建电感以获得最佳响应。
您可能会发现许多详尽和研究过的公式来解决这个问题,但是没有任何新爱好者或任何电子爱好者会对这些复杂的公式感兴趣,因为它们的复杂性,实际上可能会提供错误的结果。
更好和更有效的想法是“计算”的电感值与一个实验设置,并通过一些实际的试验和错误过程,如下段解释。
使用IC 555配置Boost转换器
一个简单的基于IC 555的升压和降压转换器设计如下所示,它可以用来确定一个特定的SMPS升压转换器电路的最佳可能的电感值。
电感器L一开始可以任意制作。
的经验法则是使用略高于电源电压的匝数,因此,如果供电电压为12V,匝数可以在15匝左右。
- 它必须缠绕在合适的铁氧体铁芯上,可以是铁氧体环或铁氧体棒,或在EE铁芯组件上。
- 电线的厚度是由放大器的要求决定的,这最初不会是一个相关的参数,因此任何相对较薄的铜漆包线都可以工作,可能在25 SWG左右。
- 随后,根据预期设计的电流规格,更多的导线可以添加到并联电感,而绕组它,以使其与指定的安培额定值兼容。
- 电感的直径将取决于频率,更高的频率允许更小的直径,反之亦然。更准确地说,电感器提供的电感随着频率的增加而变得更高,因此这个参数需要通过使用相同的IC 555设置的单独测试来确定。
升压变换器
优化电位器控制
上述设置显示了一个基本的IC 555 PWM电路,它配备了单独的电位器,以实现可调的频率,和一个可调脉宽调制输出销# 3。
引脚3可以看到连接到标准升压转换器配置使用TIP122晶体管电感L,二极管BA159和电容器C。
介绍了晶体管BC547限制当前整个TIP122在调整过程中,当锅正在调整TIP122再也不允许交叉故障点,从而BC547保障TIP122从目前过度,使程序为用户安全万无一失。
在整个测试过程中,通过C对输出电压或升压进行监控,以获得最大的最佳响应。
然后通过以下步骤对IC 555升压变换器进行手动优化:
- 最初,设置PWM槽在3脚产生最窄的可能PWM,频率调整到约20kHz。
- 取一个固定在100v DC以上的数字万用表,并在C端连接合适的极性。
- 接下来,只要C端电压继续上升,就逐渐调整PWM槽和监控。当你发现这个电压下降时,恢复调整到先前的位置,这个位置产生的电压可能最高,并将这个位置固定为所选电感的最优点。
- 在此之后,同样地调整频率槽,以进一步优化C上的电压水平,并将其设置为所选电感的最有效频率点。
- 为了确定占空比,可以检查PWM锅电阻比,它将直接正比于引脚3号输出占空比的标记空间比。
- 频率值可以通过频率计或使用给定DMM的频率范围,如果它有设备,这可以在IC的引脚3检查。
您的电感参数现在已确定,可用于任何boost变换器的最佳最佳响应。
电感器电流测定
电感器的电流规格可以通过简单地使用许多并联线来增加,例如,你可以使用大约5根26SWG线并联,使电感器能够处理5安培的电流。等等。
下一个图显示了在SMPS中优化和计算电感的过程,用于buck变换器的应用。
Buck变换器
同样的过程也适用于这个设置,就像上面解释的升压转换器设计一样。
可以看到,输出级现在改变了一个降压转换器设置,晶体管现在替换为PNP类型和位置的电感,二极管改变适当。
因此,利用上述两种方法,任何人都可以确定或计算buck boost smps电路中的电感,而无需使用复杂和不可用的公式。
谢谢你,斯瓦格塔姆先生,我更理解这个原则了,这是一个反复试验的过程,我会让你知道的。谢谢你亚历克斯
当然,Alex先生,......这并不是一种反复试验的方法,因为在这里你可以在优化的同时监控结果。
谢谢先生。我明白了。
先生。我做了一个buck变换器,驱动高压直流将300v dv转换成150v dc。pwm信号使用了来自ardino的31 khz。但是我的输出功率只有28v。我错在哪里????
Naseef,降压变换器的电压水平主要取决于线圈的匝数或电感值和PWM“on time”,确保这些参数正确地计算出所需的150V输出
先生
但我的IGBT (25N120)只有20到30伏在发射器上,如果给300伏在集电极上。栅极电压接近10v。
我的pwm是50%准时
naseef,发射极电压将等于栅极电平,因此栅极应该高于要求的输出电压……在你的情况下,它必须是150 + 2V。
像本文中所做的那样配置IGBT阶段
//m.addme-blog.com/2015/05/5v-pwm-solar-battery-charger-circuit.html
先生。从光耦合器切换低电压IGBT的其他方法
naseef,发射极电压将几乎等于栅极电压,所以举例来说,如果你在栅极馈电2V,发射极也将在这个水平左右。我希望你已经理解了这个理论。
先生
当污损值小于buck转换器的规定污损值时,会发生什么情况?是否会影响变换器的输出电压?
逆变器的污损值与逆变器的输出电压成正比或成正比。
基兰,小于要求的水平将导致线圈和驱动晶体管加热。
电感值与输出电流成反比。
lm2596和晶体管vs lm317和晶体管
我不知道该怎么办——
我在许多论坛上听到过——开关调节器——更好的电压调节——更少的散热——是真的吗?
逻辑——假设输出为5V x 1A = 5W。如果切换器的效率为85%,则总输入功率为5W / 0.85 = 5,88w。输出功率和输入功率之间的差值就是我们想要的散热值0,88w。
但是lm 317是(输入-输出电压)*电流——所以更大的热量发展
——但开关稳压器存在问题——假设输出为7 v *6a=42 w——input-42/。55=76 w ( i am considering efficiency 55 % because input is 60 v output i took is 7 v –step down-as effiency decreases drastically in switching regulator from datasheet)—-so 34 w heat dissipated immidiately lm 2596 will die—-i guess max heat dissipation in switching is 10 w
——那么你认为哪条路更好呢?
我不知道如何处理300w负载的lm 2596 -我可以把晶体管,mosfet或更多的lm 2596吗?
如果你能建立一个正确的开关调节器,那么你应该这样做,并获得最大的效率。你也可以参考这个基于LM317的开关调节器:
//m.addme-blog.com/lm317-variable-switch-mode-power-supply/
谢谢-在我的城市加尔各答只有开关调节器lm2596可用-
1——lm 2596和晶体管- npn -增加电流输出超过3a -有可能吗?
2——lm 2596——4——平行——有可能吗?
我不认为任何外部修改将工作与LM2596,因为它是一个buck转换器设计和任何修改跨pinouts可能导致故障的IC....
好的,谢谢
你好,我做了上面的升压转换器电路,从4v电池升压到5v。但是电路从12伏特上升到50伏特。因此,即使在尝试了不同的电感组合后,我也不能得到5v,而且我的电路计算的占空比是>20%。
那么怎样才能得到5v呢?此外,WHN我用fet(irf 540)替换了TRNSR,它没有切换,所以我怀疑540是否在4v工作?
你好,可以将电压降低到5V,你必须在输出端连接一个可能是1K电阻的虚拟负载进行检查。然后把转数减少到5V。您还必须试验降低电压的频率,并确保频率与线圈电感匹配。
是的,mosfet在8V以下不能正常工作
请,我需要一个简单的dc-dc变换器电路降48v到12v为我的逆变振荡器阶段。
在这个网站搜索buck转换器,你可以使用它的目的…
我尝试了这个ic 555 buck变换器电路,但Vout只有0.25v的差异,没有变化,尽管打开pwm预设。栅极和发射极电压相同。我能做些什么,谢谢
我尝试了这个ic 555 buck变换器电路,但Vout只有0.25v的差异,没有变化,尽管打开pwm预设。栅极和发射极电压相同。我能做些什么,谢谢
这是不可能的,除非你在你的连接中做了一些错误,我将尝试上传一个工作的视频,很快…
感谢Swag, buck转换器工作了。但它的配置不同于简单的mppt电路,我尝试但不工作。如我之前所说,p1电阻的变化范围是0-236欧姆。有什么建议吗?
你检查过我之前建议你的程序了吗,把各个阶段分开?断开IC1, IC2运放和太阳能电池板之间的连接,分别确认各阶段
我做到了,任何低于10v的ic2都不能驱动电机。
IC 2的引脚5已经在内部2/ 3vcc,当没有应用到引脚5时,将能够在电机上产生75%的速度,将这一水平降低到更低的值将相应降低电机速度…这是一个标准的IC 555 pwm电路
你可以通过参考这篇文章更好地理解它
//m.addme-blog.com/constant-torque-dc-motor-speed/
你好,我把Buck转换器的尖端换成了p通道MOSFET,与尖端相比,电压有很大的变化,但为什么要改变槽呢?为什么晶体管没有显示不同的MOSFET在参考的Vin。
如果你的IC工作正常,如果你能够改变引脚#3的PWM,那么你肯定会看到通过降压的变化输出。
你用示波器测试PWM了吗?用一个示波器来测试你的电路是否工作正常。
请问bc546和齐纳6v的功能是什么
它被配置为一个电压调节器,以稳定在6V固定的IC的供应
Hi Swag,介于bc546和齐纳之间,7806稳压器,两者之间更好。谢谢先生
Hi Tolu, 7806更好,但它的输入电压被限制在最大32V。
亲爱的Swagatam先生。如果我想增加安培(像10安培)这个升压转换器我需要做什么?
亲爱的贝罗,可以通过增加电线的厚度或密度来增加电流,但首先要验证基本设计是否工作正常,然后才能进行升级。