《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Buck芯片缓冲电路设计的仿真分析与应用
2021年电子技术应用第10期
叶丰华,刘 昊,康 磊,蔡文波
浪潮电子信息产业股份有限公司 浪潮高效能服务器和存储技术国家重点实验室,北京100086
摘要: Buck型变换器的开关点是外部调优的主要对象,随着开关频率的提高和负载电流的增大,芯片内的寄生电感对开关电压波形的影响越来越大,外部缓冲电路作为调整开关波形的工具起到关键的作用,仅仅依靠经验来设计外部缓冲电路已经无法满足设计要求。通过对缓冲电路的工作原理进行分析,结合仿真结果和工程实践,分析缓冲电路的稳压性能和效率损失,可以为外围缓冲电路的设计提供一种量化分析方法。
中圖分類號(hào): TN492
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211421
中文引用格式: 葉豐華,劉昊,康磊,等. Buck芯片緩沖電路設(shè)計(jì)的仿真分析與應(yīng)用[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2021,47(10):113-117,123.
英文引用格式: Ye Fenghua,Liu Hao,Kang Lei,et al. Simulation analysis and application of buck chip buffer circuit design[J]. Application of Electronic Technique,2021,47(10):113-117,123.
Simulation analysis and application of buck chip buffer circuit design
Ye Fenghua,Liu Hao,Kang Lei,Cai Wenbo
State Key Laboratory of Inspur High Efficiency Server and Storage Technology,Inspur Electronic Information Industry Co.,Ltd., Beijing 100086,China
Abstract: The switching point of the buck converter is the main object of external tuning. With the increase of the switching frequency and the increase of the load current, the parasitic inductance in the chip has an increasing influence on the switching voltage waveform, and the external buffer circuit is used as the adjustment switch. The waveform tool plays a key role, and only relying on experience to design the external buffer circuit can no longer meet the design requirements. By analyzing the working principle of the buffer circuit, combined with simulation results and engineering practice, this paper analyzes the voltage regulation performance and efficiency loss of the buffer circuit, and provides a quantitative analysis method for the design of the peripheral buffer circuit.
Key words : buck converter;simulation;snubber;efficiency

0 引言

    Buck芯片工作的基本原理是將高輸入電壓斬波成具有一定占空比的周期脈沖,之后再通過LC濾波器將周期脈沖整合成穩(wěn)定的低壓直流電[1-3]

    傳導(dǎo)高壓脈沖信號(hào)的位置稱為Phase點(diǎn),常用Buck電源的典型參數(shù)為開關(guān)頻率500 kHz,輸入電壓12 V。Phase點(diǎn)在500 kHz,0 V~12 V脈沖的作用下,成為了一個(gè)不可忽略的噪聲源。

    為了降低開關(guān)損耗,當(dāng)前開關(guān)電源的MOSFET開關(guān)速度非???,即Phase點(diǎn)波形的上升沿和下降沿的斜率很高。芯片內(nèi)的寄生電感(ESL)在這樣的激勵(lì)下能夠在Phase點(diǎn)產(chǎn)生很大的過沖(Overshoot)[4-5],Phase點(diǎn)過高的Overshoot會(huì)超過下管MOSFET的耐壓值,造成MOSFET過壓損壞[6-8],使用緩沖電路可以削弱過沖對(duì)電路器件的負(fù)面影響。

    本文通過對(duì)緩沖電路的緩沖效果進(jìn)行比較分析,結(jié)合Buck芯片中不同的緩沖方法下測(cè)得的電源效率,在仿真結(jié)果的輔助下評(píng)價(jià)兩種緩沖方式的性能,探究緩沖電路的設(shè)計(jì)技巧,作為指導(dǎo)Buck芯片緩沖電路設(shè)計(jì)的方法。




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作者信息:

葉豐華,劉  昊,康  磊,蔡文波

(浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司 浪潮高效能服務(wù)器和存儲(chǔ)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100086)




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