升降压，我们需要怎么样的拓扑

登录 · 发表于 2019-8-29 15:56

本帖最后由 tianxj01 于 2019-8-30 11:08 编辑

经常有网友上网求助，要求一节锂电输入，稳压输出3.3V，功率要求不高，100mA，有没有好的推荐...云云...云云。
我们知道，DCDC里面，BUCK，集成的多了，不过，只能降压。
我们也知道，BOOST，集成的也很便宜，但是只能升压。
那么有没有一个简单的拓扑，可以实现升降压呢？答案当然是有的，那就是BUCK-BOOST。
下面就是一个典型的BUCK-BOOST线路。

这个线路，输出电压可以高于输入电压，也可以低于输入电压，在CCM模式，50%占空比，则输出≈输入电压。
太好了，这不就解决了前面提出的问题了吗？嘿嘿，别高兴的太早，没注意到吗？这个线路，输出电压是负值。
看了问题还是没有得到解决，那该怎么办呢？你们可别和我说凌力特的4 MOS管多拓扑DCDC升降压芯片哈，它的复杂和价格都太令人深刻了。
下面解决的办法来了，就是下面这个线路，这个是BUCK-BOOST的变形，这个就可以实现目的。

这里，增加了一个MOS，增加了一个整流管，输出极性就扭过来了，变成了正极性，还是同样的，当CCM模式，50%占空比则输出≈输入电压。
怎么看起来这么眼熟呢？你没看错，这个线路和双管正激非常的像，只是..........只是D2变成了整流输出而不再是接到VCC了，同样的这里如果是2个 N MOS管，则他们也是同时导通的，拓扑很安全，不会因为错误控制导致直通等的不利情况。
好了，现在问题又来了，我只需要一个低功率的升降压，这里2个N MOS管虽然同极性控制，可是Q1需要自举升压，这弄起来线路太复杂了嘛，是的，你吐槽的不错，这样控制起来是太复杂了，那么，现在我们换个思路，既然我输入电压都不高，Q1换成P MOS管，栅极控制就简单了对吧，只是控制逻辑反了而已，接着我们又想到自驱动，对就是自驱动，我们不就可以获得反相驱动信号了不是？
好了，废话多了点哈，实际线路来了：

看看21电源网贴的，就是好好的
还记得买几毛钱的PT1301吗？不就是一个升压小IC嘛，这里，IC内部输出开关管就是Q2了，Q1换成了P MOS，栅极由芯片输出端LX脚经过C隔离，直接驱动，这里，实际上驱动P MOS管的，是芯片内部N MOS的D极，由此我们获得了反相极性的自驱信号，虽然，这信号和N MOS管栅极信号比，会有一定延迟，这里要的就是直通不是，所以实质结果只是直通时间稍微缩短了那么一点点，无伤大雅不是？至少这样做，我们大大简化了线路实现手段。
现在总结一下这个线路，一个超小型的CD4的贴片电感，一个sot23-6芯片，一个SOT23管子，2个SOD323肖特基，几个贴片，2个小电解，体积is very small..........成本呢？1元不到.......
请允许我买个小小的关子，事实上，图上面少画了一个器件，就在P MOS管栅极到VCC之间，如果你看出来了，那么说明你真正懂这个线路和波形了。
对！上面少了一个箝位的肖特基，必须放在P MOS栅极和VCC之间，这样，LX端的PWM输出波形，才能正确的箝位到P MOS管驱动电平幅度（3.3V而且是稳幅的哦）。
一般，这样的应用，很多需要对芯片进行sleep睡眠处理，以降低功耗，正好，芯片有CE端子，如果你有这方面需要，直接控制CE端子，就可以实现芯片休眠功能。同时也实现了整个DC变换器休眠功能。
最后，还得吐槽一下现在21IC传图片都不正常，传上去用别手段发出来居然才一点点大，看我在21电源网借地方贴的，就是好好的，不折腾了，就用21电源网的图片，大家才能看得清楚。

发表于 2019-8-29 16:01

本帖最后由 tianxj01 于 2019-8-29 16:02 编辑

发帖不能正确贴图，我只能用另外一个帖子来贴

发表于 2019-8-29 16:40

如果是小功率而言，为何不考虑采用sepic电路结构呢?

发表于 2019-8-29 16:49

伟林电源发表于 2019-8-29 16:40
如果是小功率而言，为何不考虑采用sepic电路结构呢?

图3线路，理论上，同功率电感比SEPIC小一号，而且，SEPIC得用2个，还得有耦合电容，从器件应力到材料成本，都是该线路占优

发表于 2019-8-29 22:41

可以的buck & boost
很多年前，有人用34063这么玩

发表于 2019-8-30 09:48

长知识了。

发表于 2019-8-30 11:14

NCP3063 可以Boost /Buck/ inverting

发表于 2019-8-31 00:15

第一，采用buck-boost输出可以极性反接，解决输出输入不同相的问题，第二，你贴图中前图增加了一个mos，后图增加了一个二极管，还有一个自驱动电容或一个钳位二极管，成本优势不大，
而且自驱动电容取值比较敏感，小功率或许可以，稍大点功率就。。。。

发表于 2019-8-31 23:00

非常感谢楼主分享这干货，DCDC中经常用到，分析很到位

发表于 2019-9-1 10:07

本帖最后由 tianxj01 于 2019-9-1 10:09 编辑

king5555 发表于 2019-8-31 22:01
我看C18应再串联电阻，用于对齐纳管的限流，以及提升效率。
C18充电时PMOS导通，而C18放电是依存于电感续 ...

可能你手机没看清楚图吧，C18下端，当LX（1301第4脚）导通时候，则基本上为0电平，该时候Q29通过C18耦合，栅极低电平，也是导通的。因此，L3左端是高电平。
当1301截止，则根据负载和占空比，正峰值自然在Vout+Vf（肖特基）。
我图上少画了一个Q29栅极箝位肖特基，必须接到Vcc和栅极。
当芯片4脚高电平=Vout+Vf时候，则，Q29在肖特基箝位下面，是Vcc+Vf，当下次1301再次导通，如果C18足够大，电压维持不变，则Q29栅极电压=VCC+Vf-（Vout+Vf）=VCC-Vout。
很明显，由于输出是稳压的，则Q29栅极负电压也是稳幅的，如果输出是3.3V，则Q29栅极驱动电压=-3.3V。

发表于 2019-9-1 10:19

lihui567 发表于 2019-8-31 23:00
非常感谢楼主分享这干货，DCDC中经常用到，分析很到位

是的，这种应用需求其实蛮多，典型的就是锂电池供电稳压3.3和蓄电池供电稳压12V。
为了体积紧凑，SEPIC的话，如果用低成本的工字贴片，距离太紧，相位不对的话，可能产生磁场短路，至少是相互干扰。而如果采用2个屏蔽电感，则成本和体积都上去了，这是我们不愿意的。
这里只采用一个电感，完全可以用低成本的工字贴片，多加的只是一个sot23 mos管和2个肖特基一个贴片电容。成本和体积都非常可以。关键是器件都是低应力的。

发表于 2019-9-1 13:52

tianxj01 发表于 2019-9-1 10:19
是的，这种应用需求其实蛮多，典型的就是锂电池供电稳压3.3和蓄电池供电稳压12V。
为了体积紧凑，SEPIC的 ...

单节锂电池供电BOOST升压到5V给负载，然后降压3.3给单片机，可行？

发表于 2019-9-1 15:17

lihui567 发表于 2019-9-1 13:52
单节锂电池供电BOOST升压到5V给负载，然后降压3.3给单片机，可行？

3.3的单片机如果不是很严格其实用一节锂电池直接供电是很好的。

发表于 2019-9-1 15:24

本帖最后由 tianxj01 于 2019-9-1 15:25 编辑

lihui567 发表于 2019-9-1 13:52
单节锂电池供电BOOST升压到5V给负载，然后降压3.3给单片机，可行？

对于那种3.3V只是单片机，mA级电流的，3.3由LDO提供，这样做是最直接的办法，对于那种3.3带近100mA电流的，则就吃不消了。这时候，方案就体现威力了，尤其在那种8-16V稳压12V 还带一定功率的供电要求，则方案的经济性就凸显了，只是在12V稳压时候，需要把P MOS管换成栅极支持12V以上电压的即可。

发表于 2019-9-2 08:47

戈卫东发表于 2019-9-1 15:17
3.3的单片机如果不是很严格其实用一节锂电池直接供电是很好的。

最好还是稳压3.3，4.2V的电压容易把stm32单片机烧坏了。这样就不好了

发表于 2019-9-2 08:50

tianxj01 发表于 2019-9-1 15:24
对于那种3.3V只是单片机，mA级电流的，3.3由LDO提供，这样做是最直接的办法，对于那种3.3带近100mA电流的 ...

LDO，100MA电流的确发热很严重，对于我们的电池3.5V就欠压关机了，直接用LDO最合适不过了。

登录 · 发表于 2019-9-2 16:10

本帖最后由 tianxj01 于 2019-9-2 16:19 编辑

king5555 发表于 2019-9-1 21:00
肖特基二极管是怎样箝位的?
接地的二极管提供电感续流，其二极管阴极约负零点几伏特，等于Vin+VC18=-0.3V ...

我描述了关键几点的波形，你看看有什么问题？

登录 · 发表于 2019-9-2 16:15

king5555 发表于 2019-9-1 21:00
肖特基二极管是怎样箝位的?
接地的二极管提供电感续流，其二极管阴极约负零点几伏特，等于Vin+VC18=-0.3V ...

我描述了几个关键点波形，你看看有什么问题？

发表于 2019-10-16 09:27

学习学习了，

发表于 2019-11-23 09:16

干货，顶一下。

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