電子電路|BUCK降壓電路空載問題分析-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2021-04-22
BUCK降壓電路,采用單片機+驅(qū)動電路來控制主電路。
BUCK電路 首先想到的就是上管P溝道的形式,(圖中封裝是N溝道的,手動修改),然后用二極管續(xù)流,因為P溝道MOS管是門極小于柵極導(dǎo)通,這樣易于驅(qū)動,驅(qū)動芯片可以跟主電路用同一個電源供電;
然后輸出加兩個大電阻進(jìn)行分壓采樣,或則加采樣電阻進(jìn)行電流采樣,用單片機ADC讀取,然后輸出PWM進(jìn)行實時調(diào)整就可以形成閉環(huán)了,可以實現(xiàn)恒壓或者恒流。
到此為止這個電路都是正常的,只是通過調(diào)整PWM占空比來調(diào)整輸出電壓的精度因PID算法而異,需要調(diào)整相應(yīng)參數(shù)。
但是測空載電壓的時候就出現(xiàn)問題了,一斷開負(fù)載占空比就直接調(diào)整到代碼限制的最大值90%,按理論來說應(yīng)該輸出電壓是最小值,但是實際電壓是在8.4v左右;
修改代碼后,從90%占空比步進(jìn)到99%占空比電壓只下降了0.1v左右,只有到100%占空比時電壓會直接下降,然后在目標(biāo)電壓值上下劇烈波動(此時是在恒壓源模式),但是完全沒有了帶負(fù)載時的穩(wěn)定。
一開始我們覺得是代碼算法的問題,所以不斷修改參數(shù),最后也有些效果,抖動的范圍縮小到了1v,所以解決問題前還是要分析清楚問題的根源。
查到兩種解決辦法:
一種是接假負(fù)載,這樣實際還是帶負(fù)載工作。
第二種是說在二極管兩端并聯(lián)一個MOS管,與上管以同步驅(qū)動方式工作。
第一種好理解,第二種方式,經(jīng)實測確實有效,已同步驅(qū)動方式工作后,帶負(fù)載與不帶負(fù)載沒有什么區(qū)別,只是輸出的電壓略有差別,但是已經(jīng)非常穩(wěn)定,沒有劇烈抖動現(xiàn)象了。
至于為什么空載時原來電路工作不正常,輸入輸出不成比例?下管還是二極管時,自舉電容無法正常充電,上管也就無法正常驅(qū)動。
修改后的電路如下:
此時采用的是兩個N溝道MOS管 ,采用同步驅(qū)動方式工作,兩個MOS管同時只有一個導(dǎo)通,下管導(dǎo)通時自舉電容充電。
帶載空載都正常工作。
在修改電路的過程中發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象,就是一開始的圖中
將圖中的MOS管直接用N溝道m(xù)os管IRF3205,D極接電源,電路帶載的情況下也能正常工作,按以前學(xué)到的知識來說,N溝道MOS管應(yīng)該是要門機電壓大于柵極電壓一定值才能導(dǎo)通,從電路上分析視乎達(dá)不到導(dǎo)通條件;
因為MOS管一旦導(dǎo)通,S極電壓就是電源電壓,而驅(qū)動的PWM最大值也應(yīng)該是小于電源電壓,理論上應(yīng)該無法導(dǎo)通。
測量了一下,工作的時候,G極電壓最大值是11.86v,S極電壓最大是9.45v,用示波器測的。
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