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同步Buck电路轻载模式下,下管反灌炸机,电感电流为什么会反向?

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知乎看到个专题,但是没人回复,我来找找答案。

1. 什么是BUCK?

BUCK转换器是一个通过降低电压来增加电流的转换器。

2. 什么是同步BUCK?

同步BUCK相较传统BUCK最主要的区别是用MOSFET器件代替了传统的续流二极管,而MOSFET更低的导通损耗也为整个电源系统带来了更高的效率。

3. 什么是DCM、BCM、CCM?

DCM:一个开关周期内,电感电流总会到0。
BCM:一个开关周期内,电感电流刚好降至0,但不会出现负值。
CCM:一个开关周期内,电感电流从不会到0,始终是正值。

4. 什么是FCCM?为什么用FCCM?

FCCM(强制连续模式)是通过控制开关管来使电感电流在整个开关周期保持连续导通,FCCM的优势是在空载时可以获得比较小的输出纹波噪声。上管关断的条件就是电感电流碰到电流限,下管关断的条件是此次PWM周期结束,下一个开关周期开始。

5. 什么是电流限?

电流限分为两种:固定电流限和可调节电流限。
可调节电流限也分为2种:芯片外部有调节脚ILIM和可通过I2C配置的内部电流调节寄存器。

6. 什么是轻载和重载?

重载 -> 负载多(并联的话,电阻是变小的)->电阻小 -> 电流大
轻载 -> 负载少  (并联的话,电阻是较大的)  ->电阻大 ->  电流小

7. 什么是电流反灌?

电源关断重启时,在大容性负载或者电池充电电路中,输出端Vout不为0,此时输入端Vin会产生阶梯电压,但是当电源建立输出后,Vout又开始逐渐升高至设定电压,此阶段会出现电流反灌的现象。

8. FCCM模式下,电感电流为什么会反向?

轻载时可能出现电流IL=0的情况,同步整流中,MOSFET比较特殊的就是它的电流可以从D到S,也可以从S到D。当上管关断、下管导通,续流回路中没有电流的情况下,输出电压高于开关节点SW电压,电流反灌回来,就出现了这种电感电流反向的情况。同步BUCK天然支持FCCM模式,电感电流会反向不断增大,以至于无法遏制。在这种情况下,过大的反向电感电流会导致电感饱和或者下管过流损坏,对电路造成不可逆的伤害。

9. 如果炸机,怎么处理?

看了很多文章,FCCM模式必然导致反向电流的产生,所以要么换带保护机制的芯片,要么使芯片不处在FCCM模式。


个人水平有限,欢迎大家留言讨论,让我进步。


最后说下做硬件的心得吧!


除了每天处理项目上的事情外,还需要不断的提高自己的水平,完善自己的知识体系。好在事不必躬亲,平时除了参考芯片供应商提供的电路图或者现有产品的成熟设计外,也可以看看我为大家整理的资料(硬件工程师设计参考材料)。


不管遇到什么困难,都要记住,它们都是暂时的,唯有坚持是永恒的。


来源:EEDesign
电源电路芯片材料控制
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首次发布时间:2025-07-21
最近编辑:10小时前
EE小新
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