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电子电路|BUCK降压电路空载问题分析-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2021-04-22 

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电子电路|BUCK降压电路空载问题分析-KIA MOS管


BUCK降压电路空载问题

BUCK降压电路,采用单片机+驱动电路来控制主电路。


BUCK降压电路 空载 MOS管


BUCK电路 首先想到的就是上管P沟道的形式,(图中封装是N沟道的,手动修改),然后用二极管续流,因为P沟道MOS管是门极小于栅极导通,这样易于驱动,驱动芯片可以跟主电路用同一个电源供电;


然后输出加两个大电阻进行分压采样,或则加采样电阻进行电流采样,用单片机ADC读取,然后输出PWM进行实时调整就可以形成闭环了,可以实现恒压或者恒流。


到此为止这个电路都是正常的,只是通过调整PWM占空比来调整输出电压的精度因PID算法而异,需要调整相应参数。


但是测空载电压的时候就出现问题了,一断开负载占空比就直接调整到代码限制的最大值90%,按理论来说应该输出电压是最小值,但是实际电压是在8.4v左右;


修改代码后,从90%占空比步进到99%占空比电压只下降了0.1v左右,只有到100%占空比时电压会直接下降,然后在目标电压值上下剧烈波动(此时是在恒压源模式),但是完全没有了带负载时的稳定。


一开始我们觉得是代码算法的问题,所以不断修改参数,最后也有些效果,抖动的范围缩小到了1v,所以解决问题前还是要分析清楚问题的根源。


查到两种解决办法:

一种是接假负载,这样实际还是带负载工作。


第二种是说在二极管两端并联一个MOS管,与上管以同步驱动方式工作。


第一种好理解,第二种方式,经实测确实有效,已同步驱动方式工作后,带负载与不带负载没有什么区别,只是输出的电压略有差别,但是已经非常稳定,没有剧烈抖动现象了。


至于为什么空载时原来电路工作不正常,输入输出不成比例?下管还是二极管时,自举电容无法正常充电,上管也就无法正常驱动。


修改后的电路如下:


BUCK降压电路 空载 MOS管


此时采用的是两个N沟道MOS管 ,采用同步驱动方式工作,两个MOS管同时只有一个导通,下管导通时自举电容充电。


带载空载都正常工作。


在修改电路的过程中发现了一个奇怪的现象,就是一开始的图中


BUCK降压电路 空载 MOS管


将图中的MOS管直接用N沟道mos管IRF3205,D极接电源,电路带载的情况下也能正常工作,按以前学到的知识来说,N沟道MOS管应该是要门机电压大于栅极电压一定值才能导通,从电路上分析视乎达不到导通条件;


因为MOS管一旦导通,S极电压就是电源电压,而驱动的PWM最大值也应该是小于电源电压,理论上应该无法导通。


测量了一下,工作的时候,G极电压最大值是11.86v,S极电压最大是9.45v,用示波器测的。




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