BUCK-BOOST电路分析

只看该作者 · 2018-5-7 16:58

各位，大家好，请教大家一个问题，这个是在TI电源论坛看到的原理图，有部分不大理解，希望大家指点一下帖子的地址是https://e2echina.ti.com/question_answer/analog/power_management/f/24/t/151654?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=BUCK-BOOST%E5%BA%94%E7%94%A8

在那个电路图中，所谓的BOOST我没有分析出来

一开始，该芯片为LMR14020 ' LMR14020 SIMPLE SWITCHER® 40V 2A、2.2MHz 降压转换器，具有40μA IQ'
是降压芯片，然后通过电感和一个二极管构成所谓的BOOST电路，为负电压。
我的分析是这样的：
①开始MOS管（内部）闭合的时候，电感充电，极性为SW为+，GND1为-
②MOS管断开的时候，电感放电（极性SW为-，GND1为-），电容充电，二极管导通，形成续流

③MOS管闭合，电感充电，极性为SW为+，GND1为-，电容放电

然后没有分析到有升压的部分，请教一下，是哪里分析错误吗

3万 · 2018-5-7 17:29

②MOS管断开的时候，电感放电（极性SW为-，GND1为-），电容充电，二极管导通，形成续流

这个过程，可能升压，也可能降压。

只看该作者 · 2018-5-7 17:32

maychang 发表于 2018-5-7 17:29
②MOS管断开的时候，电感放电（极性SW为-，GND1为-），电容充电，二极管导通，形成续流

这个过程，可能升 ...

这个刚刚查了资料，是因为占空比的原因吗

3万 · 2018-5-7 17:48

静待沉淀发表于 2018-5-7 17:32
这个刚刚查了资料，是因为占空比的原因吗

不仅仅是占空比，输出电流大小等因素也可以影响升压或者是降压。

只看该作者 · 2018-5-7 22:51

maychang 发表于 2018-5-7 17:48
不仅仅是占空比，输出电流大小等因素也可以影响升压或者是降压。

请问一下，我现在觉得这个电路跟BUCK的电路差不多，因为电感的电压没有叠加输入电压后一起输出给负载，如果仅仅只是占空比或者电流的因素，那可不可以说当我是BUCK的模型的时候，改变占空比和电流使BUCK电路变成BOOST电路？（自己基础知识可能不够充足，有问题希望指出

）

3万 · 2018-5-8 07:36

静待沉淀发表于 2018-5-7 22:51
请问一下，我现在觉得这个电路跟BUCK的电路差不多，因为电感的电压没有叠加输入电压后一起输出给负载，如 ...

可不可以说当我是BUCK的模型的时候，改变占空比和电流使BUCK电路变成BOOST电路？

Buck电路，Boost电路和Buck-Boost电路，三种电路中开关管、电感和续流管之间位置不同，这只要比较一下三种电路即可看出来。所以绝对不能说改变占空比和电流就可以使一种变成另一种。

只看该作者 · 2018-5-8 08:51

maychang 发表于 2018-5-8 07:36
可不可以说当我是BUCK的模型的时候，改变占空比和电流使BUCK电路变成BOOST电路？

Buck电路，Boost电路和 ...

我的意思是说
①BUCK电路中，MOS管闭合时，电源给电感充电（给电容充电，负载放电），然后关断时，电感给负载放电（给电容充电，电容给负载放电）

②BUCK-BOOST电路（该原理图中），也是在MOS管闭合时，电源仅仅给电感充电（没有给负载和电容充电，在稳态时，通过电容放电给负载），然后MOS管关断时，电感给负载放电（给电容充电，电容给负载放电）

在①和②的过程中，给我的感觉就是二者类似，不同的是MOS管闭合时，负载不同，所以才有上面的疑问？三者的拓扑图大概知道一点，可能是自己哪里的知识有欠缺，没有思考到，所以想请教一下

3万 · 2018-5-8 10:05

静待沉淀发表于 2018-5-8 08:51
我的意思是说
①BUCK电路中，MOS管闭合时，电源给电感充电（给电容充电，负载放电），然后关断时，电感给 ...

这三种电路，均是开关管导通时电感充电，开关管关断时电感放电。三种电路不同之处，画出三种电路对照着看，即可明了(最好画出三种电路的电压电流波形，并且对照着看)。

只看该作者 · 2018-5-8 11:01

maychang 发表于 2018-5-8 10:05
这三种电路，均是开关管导通时电感充电，开关管关断时电感放电。三种电路不同之处，画出三种电路对照着看 ...

BUCK和BUCK-BOOST电路的电压波形电流波形类似啊

3万 · 2018-5-8 20:32

静待沉淀发表于 2018-5-8 11:01
BUCK和BUCK-BOOST电路的电压波形电流波形类似啊

你把两个电路中输出端电容的电流波形画出来看看一样不一样。

只看该作者 · 2018-5-8 21:41

maychang 发表于 2018-5-8 20:32
你把两个电路中输出端电容的电流波形画出来看看一样不一样。

电流波形是不一样
①BUCK的电流波形是不断的充电和放电，类似三角波，开和关的区间都过零线i=0

②BUCK-BOOST的电流波形大概是梯形波，在开和关的区间不过领衔i=0

但是，这个说明不了为什么就是升压？还是我哪里分析错了，希望指点一下

3万 · 2018-5-8 22:03

静待沉淀发表于 2018-5-8 21:41
电流波形是不一样
①BUCK的电流波形是不断的充电和放电，类似三角波，开和关的区间都过零线i=0

输出相对于输入，Buck电路必定降压，Boost电路必定升压，Buck-Boost电路可能升压也可能降压。

只看该作者 · 2018-5-8 22:21

maychang 发表于 2018-5-8 22:03
输出相对于输入，Buck电路必定降压，Boost电路必定升压，Buck-Boost电路可能升压也可能降压。 ...

其实，我一直想问的是，如果按照这种情况，如何判断BUCK-BOOST电路是升压还是降压，这一点我还在思考（请恕小弟愚昧），通过哪些参数可以进行判断？

3万 · 2018-5-8 22:30

静待沉淀发表于 2018-5-8 22:21
其实，我一直想问的是，如果按照这种情况，如何判断BUCK-BOOST电路是升压还是降压，这一点我还在思考（请 ...

如何判断BUCK-BOOST电路是升压还是降压

Buck-Boost电路在开关管导通时，电源并不向负载(包括输出处电容)供电，仅向电感充电，开关管关断时，电感对负载放电。由能量守恒，稳态时一个周期内电感充入电能等于负载消耗电能。倒底是升压还是降压，由此判断。

3万 · 2018-5-9 08:13

静待沉淀发表于 2018-5-8 22:21
其实，我一直想问的是，如果按照这种情况，如何判断BUCK-BOOST电路是升压还是降压，这一点我还在思考（请 ...

那就是之前说的占空比的问题吗

不仅仅与占空比有关，还与直流输出负载电阻有关。

只看该作者 · 2018-5-9 09:35

maychang 发表于 2018-5-9 08:13
那就是之前说的占空比的问题吗

不仅仅与占空比有关，还与直流输出负载电阻有关。 ...

请问可以举个例子说明一下吗？根据占空比的话是VI*Ton=VOUT*Toff，这个还有其他的前提条件约束吗（输出电流的话应该是根据电感的磁饱和电流进行一定的降额来进行约束输出电流）

3万 · 2018-5-9 11:41

静待沉淀发表于 2018-5-9 09:35
请问可以举个例子说明一下吗？根据占空比的话是VI*Ton=VOUT*Toff，这个还有其他的前提条件约束吗（输出电 ...

负载电阻大到极端就是开路。负载电阻开路时，输出电压理论上为无穷大。
所以，这种电路不允许负载开路。

只看该作者 · 2018-5-9 14:06

maychang 发表于 2018-5-9 11:41
负载电阻大到极端就是开路。负载电阻开路时，输出电压理论上为无穷大。
所以，这种电路不允许负载开路。 ...

‘负载开路时，输出电压理论无限大’ 这个结论应该是在电流必须不减少地通过电阻才能有这个结论

如果”负载电阻大到极端就是开路。负载电阻开路时，输出电压理论上为无穷大。“成立的话，难道这种芯片不能进行空载输出吗？
按理来说芯片的输出电流是根据负载而定（当负载需要大电流的时候，此时芯片的输入电阻相当于减小，当负载低功耗工作时，输入电阻级别大于电源的输出电阻）。所以我认为负载的电阻可以无限大（相当于电源不接负载）
因此我觉得输出电压应该满足伏秒平衡的原则进行计算得出大概，伏秒平衡需要根据电感进行匹配

3万 · 2018-5-9 14:45

静待沉淀发表于 2018-5-9 14:06
‘负载开路时，输出电压理论无限大’ 这个结论应该是在电流必须不减少地通过电阻才能有这个结论

如果” ...

“难道这种芯片不能进行空载输出吗？”
芯片内部有保护电路，输出电压高到一定数值，芯片停止工作。

3万 · 2018-5-9 14:46

静待沉淀发表于 2018-5-9 14:06
‘负载开路时，输出电压理论无限大’ 这个结论应该是在电流必须不减少地通过电阻才能有这个结论

如果” ...

“我觉得输出电压应该满足伏秒平衡的原则进行计算得出大概”
不是大概，而是完全按照伏秒平衡规律工作，每个周期均如此。

BUCK-BOOST电路分析

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