RC电路在PWM开关中的作用。

只看该作者 · 2010-3-19 12:04

上面这个电路，我分析一下但不是很确定它的作用，还请帮忙分析分析：
1、首先输入时一个PWM波形，峰值3.2V左右，占空比30%，通过电容1uF（并联39k电阻）接到NMOS的Gate极；
2、NMOS的Source极接到地，Drain极接电感的后端（用作升压使用），电感另一端接5V的电源。
3、NMOS型号AO3400，Rds(on) <30m欧姆，Vgs(th)最小0.7v。
目前情况是这样：
PWM输入后的电感升压可以工作，但是达不到额定要求，希望升压到10V，目前只能7V左右，把DVDD输入5V提高可以升压到10V，改PWM的占空比也可以（目前pwm输出固定不能修改）。
C91、R194、Q6把3.2V的PWM改变电平与DVDD一致，但PWM输入波形良好，Q6的D端输出PWM波形不够好(见图)。
我的两个疑问：
1、电感式升压的电压升不上去，是否跟NMOS、C91、R194有关，是否和Vgs？
2、C91，R194作用是什么？C200对PWM无阻隔作用，R194是否和R200组成了分压，来产生Vgs导通电压？
3、NMOS的D端输出波形为什么会受影响，会不会是NMOS的导通时间不够？

Tks！

只看该作者 · 2010-3-19 12:09

高手快来指点一下。

只看该作者 · 2010-3-19 12:41

C91和R194的作用应该是类似“高通滤波”，使PWM端的直流或低频信号不能打开NMOS，可以保护电路中的器件。
NMOS端的波形，看上去好像是电感的大小跟PWM的频率不太匹配，试一下增大电感L16或者提高PWM的频率看看。

1万 · 2010-3-19 13:04

PWM有265K，R194=39K，驱动电流太小了，MOS都没工作在开关状态

只看该作者 · 2010-3-19 14:13

看到楼主说“把3.2V的PWM改变电平与DVDD一致”，感觉这样做好像不太好，如果把PWM的电平升至5V，那么假如PWM端由于某种异常原因输出一个持续的高电平，NMOS的G极电压可以达到约1V，已经超过了Vgs，NMOS会持续打开，可能会烧器件了。

只看该作者 · 2010-3-19 15:07

对R194和R200的作用不是很明白，如果是分压是NMOS的G端产生导通电压，那产生的偏置是否太低了：3.2V x (10/(39+10)) = 0.65V，而NMOS的最低导通电压0.7V，是否不能确保完全导通？分析是否有误？

只看该作者 · 2010-3-19 15:20

楼主可以这样看：对于正常的200多K的PWM信号来说，C91可近似看做短路，NMOS的G极电压不是R194和R200分压得到的，而是相当于PWM信号直接加到NMOS的G极。而对于非正常的低频或直流信号，比如持续的高电平3.2V，C91可以近似看做断路，那么NMOS的G极电压就是R194和R200分压得到的了，0.65V低于Vgs，可以避免NMOS持续打开，烧坏NMOS和电感L16。

只看该作者 · 2010-3-19 15:30

本帖最后由 vbcity 于 2010-3-19 15:31 编辑

Boost DCDC电路的输出电压和占空比，电感电流的大小有着直接的联系，目前你输入的是30%的PWM信号，那么输出电压应该是5*（1/1(1-0.3))=7.14V，大致和你的输出相当。
然后Q6 是这个波形是因为Boost没有负载，电路工作在DCM 模式，试着加个负载看看，再量量Q6的波形就是方波了；

只看该作者 · 2010-3-19 15:38

补充一下，为啥不能改占空比呢？实际的控制器都是有反馈的。

只看该作者 · 2010-3-19 18:47

本帖最后由 robshine 于 2010-3-19 22:12 编辑

7# ShakaLeo

Tks ShakaLeo!
感谢ShakaLeo的梳理，明白这个开关管电路的作用。

9楼：
这个PWM输出时软件调试已经定了，目前暂时不会进行调整，需要从硬件上去处理。

8楼：vbcity：
感谢vbcity的计算，但是我实际焊接调试的结果如下：
输入的PWM波形见下图：

如果DVDD使用5V的输入，不管我是不是加入负载，NMOS的D端输出都是不太良好的的波形（见下面的左右两个图，分别是有负载和无负载情况）。

DVDD=5V，有负载情况（负载较轻）；

DVDD=5V，空载情况：

如果将DVDD的输入提升到12V左右，根据vbcity兄的计算：Vout=12*(1/(1-0.3))=17.14V，实际输出18V左右，这与输入的DVDD 12V不太准确有关，下面是相对应的波形图。（见下面的图，分别是有负载和无负载情况）

DVDD输入12V，有负载的情况（负载较轻）：

DVDD=12V，空载情况：

非常感谢!
.

只看该作者 · 2010-3-19 20:06

如果楼主不想改变PWM的占空比和开关频率，个人觉得应该增大电感L16的值。因为从波形上看，应该是电感L16在MOSFET打开的时候储能不够，然后在MOSFET关闭的时候，释放能量的持续时间比较短，短于MOSFET关闭的时间，导致了那种不良的波形。当DVDD增加到12V后，电感在每个开关周期储能的能量增加了，所以能够持续释放能量，波形良好。

只看该作者 · 2010-3-19 21:03

多大的负载？开关电源的话，轻负载的话，肯定是这样的波形的。而且对于开关电源来说，重负载的效率更高。
@13楼的Shakaleo，增大电感的值是没有用的。最多就是纹波小一点，一般情况都希望电路重负载的时候工作在CCM模式，这样EMI的问题比较好处理点。
具体的资料看看维基百科吧。 http://en.wikipedia.org/wiki/Boost_converter
上面写的很清楚。

只看该作者 · 2010-3-19 21:14

补充一句， Q6的那个波形我自己量过，确实是轻负载就这样，重负载的话，就工作正常。
然后补充一下，

最后的式子也说明了，为啥电源输入电压提高以后，电路的输出就“正常”了

只看该作者 · 2010-3-19 21:33

多大的负载？开关电源的话，轻负载的话，肯定是这样的波形的。而且对于开关电源来说，重负载的效率更高。
@13楼的Shakaleo，增大电感的值是没有用的。最多就是纹波小一点，一般情况都希望电路重负载的时候工作 ...
vbcity 发表于 2010-3-19 21:03

不尽然吧？你去量量LM2575的波形，虽然是降压，但也是开关电源，如果按手册上的参数选器件，再轻的负载也不会出来这种波形。
开关电源的电感的选择得依据开关电源的频率和输出功率来确定，不是随便选一个就行的，另：增大电感并不一定就减小纹波，凡事都有个度，电感过大了还会增大纹波。

只看该作者 · 2010-3-19 21:43

LM2575是DCDC控制器，带有反馈的，所以再轻的也没问题。
人家的这个是开环的，不一样的。

只看该作者 · 2010-3-19 21:49

这个不是DC-DC？带反馈的作用是根据反馈来调节占空比，达到稳压的目的。
开环的话，负载不同，得到输出的电压也就不同。
貌似跟电感输出端的波形关系不大吧？

1万 · 2010-3-19 22:00

唉。前提就是错误的怎么能得到正确的结果呢？？？？

2万 · 2010-3-19 22:11

明显是菜鸟作品
1，MOS输入，是高阻，高容性的，驱动信号瞬变时，驱动信号回路会产生强烈振荡，要串入一个大于特性阻抗的电阻来消振，绝对不能用加整电路，加速电路是BJT驱动才玩的；
2，单极性3.3V方波经过电容耦合至栅极，栅极得到的是正峰到负峰等于3.3V的双极性信号，正脉冲=mgsdfdgsdfgsdfgsdfgsdfteryrtutyuy

2万 · 2010-3-19 22:12

本帖最后由 PowerAnts 于 2010-3-19 22:14 编辑

论坛有BUG，打着打着就不能输入中文，而且只能增加字付不能删除

正脉冲幅值=3.3*D, 如果占空比较大，则栅压可能不能满足导通要求。

2万 · 2010-3-19 22:14

又出了一次错，NND

RC电路在PWM开关中的作用。

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