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标题: 请教DCDC中的续流二极管 [打印本页]
作者: schx    时间: 2013-3-14 15:28
标题: 请教DCDC中的续流二极管
按我的理解，输出的电压平均值仅仅和输入电压以及占空比有关系。那么只需要在PWM后面接一些滤波措施就可以了，为什么还需要二极管？
, E. n6 ^% W/ D; ?用Tina仿真了一次Ti的TPS5430，把二极管去了结果是一样的。  l1 F; q5 `* e# V' w; ]! }$ U
还请高手指教。
作者: Vincent.M    时间: 2013-3-14 21:13
在手册中此二极管即catch diode，钳位二极管是指和TPS5430配合的续流二极管。这个二极管起到为电感电流续流，在TPS5430内部的mos开关管关断期间将电感里储存的能量继续提供给负载的作用。所以此二极管的耐压需要高于电源的输入电压，最好在1.5倍以上以留足够的余量。另外，二极管上电流峰值，和电感中的电流峰值一致，大概为输出电流的1.1~1.2倍。另外二极管的损耗包括导通损耗和交流损耗两部分。导通损耗的公式为：(Vinmax-Vout) x Iout x Vfd/Vinmax。交流损耗公式为： Cj x fsw x (Vin + Vfd) ^2/2。其中Cj 为二极管的结电容。频率越高，交流损耗越大。# B  C4 M) S6 X

0 C- d  H/ K! I7 [这就是普通降压电路中常用的啊。3 F$ G' Y' N: t, x7 U% A

  l  i' V$ e0 X" V5 t. J而很多同步的step-down电路中，因为上下管都是MOSFET，所以就不需要外部的续流二极管了。
( g; O6 w, i4 i+ ~' z当然了，有时候为了解决同步buck电源的MOSFET死区导致的烧片问题，会人为再加一个续流二极管。
作者: schx    时间: 2013-3-15 09:45
Vincent.M 发表于 2013-3-14 21:13   J9 t8 k* v  ~0 A$ |# x6 `" l
在手册中此二极管即catch diode，钳位二极管是指和TPS5430配合的续流二极管。这个二极管起到为电感电流续流 ...
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谢谢回复。7 I  m2 C  S3 A' Z; q$ R  J' |1 a
我知道buck电路就是这种拓扑结构，只是想不太明白为什么需要这样做。
0 f$ {' Q( H' t! s6 Y7 T& a比如一个PWM发生器串联一个LC电路，那么在C上便可以得到一个较为平稳的直流电压（当然会有LC谐振频率），那么为什么需要在这个LC电路前加一个续流二极管呢？
作者: Vincent.M    时间: 2013-3-15 22:57
schx 发表于 2013-3-15 09:45
3 b" n! I7 a# u8 v$ G, n: a# x. t谢谢回复。% U0 t6 w; N: J+ J6 z' e0 j% m
我知道buck电路就是这种拓扑结构，只是想不太明白为什么需要这样做。0 E* u$ U& E5 g& @# z) B
比如一个PWM发生器串联 ...

& \" r8 Z% P7 B简单讲一下：BUCK中，PWM驱动主MOS打开，则L电压左+右-，电流经过L流向C和Load，C储能这是一个回路，此时电感电流均匀上升；
0 g8 z0 ]1 I2 h* y# `. l  T' |5 x+ @当PWM驱动主MOS关断时，L必须左-右+,电感电流经过续流二极管均匀下降。2 w4 |# B3 ?4 Q! L* J( I3 W

. u' h+ c! `$ a设想一下，如果没有续流二极管，电感在主MOS关断瞬间没有了通路，即电流瞬变到零，意味着电感电压瞬间极大，这种电路是没办法正常供电的。
9 O8 ?5 K- q/ _3 \& d$ h0 q其次，如果没有续流二极管，电感左端负压极大，则主MOS的漏源之间压差也极大，MOS会烧掉的，这就是很多buck电源上把续流二极管也称为箝位二极管clamp diode的原因。把电感左端箝位到近似零点位了，则主mos耐压就是Vin了。
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不知道这样讲，清楚了没有，呵呵。
作者: kevin890505    时间: 2013-3-17 11:33
电源不是信号源，你不仅要考虑电压，还要考虑电流回路，楼上说的很完整已经。
作者: schx    时间: 2013-3-18 10:45
Vincent.M 发表于 2013-3-15 22:57 6 [, W, i7 I# U: \* a' Q
简单讲一下：BUCK中，PWM驱动主MOS打开，则L电压左+右-，电流经过L流向C和Load，C储能这是一个回路，此时 ...

% y" y) ^6 o/ G3 a/ A谢谢你耐心解答，现在比较清楚了，我在用一个PWM信号源仿真的时候波形的确正常，但是要在实际电路中的确出现了你所说的情况。{:soso_e179:}
作者: cytao    时间: 2013-10-18 14:40
那我还想弱弱的问下，我现在是输出5V   2A电流，可是续流二极管If=1A,这样的话，电感是不是会很热啊，还是会有其它的什么不正常情况？
作者: 419083507    时间: 2013-10-30 15:41
学习了
作者: （雪狼）    时间: 2013-11-24 22:09
Vincent.M 发表于 2013-3-15 22:57" `2 Q. H" `5 C9 m8 T  ?, G" z7 a
简单讲一下：BUCK中，PWM驱动主MOS打开，则L电压左+右-，电流经过L流向C和Load，C储能这是一个回路，此时 ...
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讲的很细，很好！
作者: dallacsu    时间: 2013-12-2 15:59
很容易理解
作者: bingshuihuo    时间: 2014-6-11 14:16
很容易理解
作者: an736007364    时间: 2014-6-11 14:42
Vincent.M 发表于 2013-3-15 22:57
8 W/ T/ O, r7 ]) [; m- H' R" `简单讲一下：BUCK中，PWM驱动主MOS打开，则L电压左+右-，电流经过L流向C和Load，C储能这是一个回路，此时 ...
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菜鸟初学，求根据图指导，不明白主MOS关断时，D1二极管怎么续流的，L右边+，左边-，D1接的地怎么续流呢？
作者: kobeismygod    时间: 2014-7-3 09:55
schx 发表于 2013-3-15 09:45
% O0 Q7 Z# H9 I/ n! A/ H谢谢回复。/ l4 ?1 ?7 W+ h
我知道buck电路就是这种拓扑结构，只是想不太明白为什么需要这样做。5 J& m+ h: }2 ]& _
比如一个PWM发生器串 ...

/ V- U- U- L+ O' g& Z! q: J5 O你仿真的时候没加负载吧？
作者: 北漂的木木    时间: 2014-7-4 12:53
an736007364 发表于 2014-6-11 14:42
' _1 P! |7 \/ d菜鸟初学，求根据图指导，不明白主MOS关断时，D1二极管怎么续流的，L右边+，左边-，D1接的地怎么续流呢 ...

% m5 a$ k9 F4 R  ~在MOS关断的时候，电感产生的电动势主要回路是，电容——地——续流二极管。
作者: 寒冰箭影    时间: 2015-7-2 15:04
an736007364 发表于 2014-6-11 14:42. V, Y0 S) Z% o, i. w
菜鸟初学，求根据图指导，不明白主MOS关断时，D1二极管怎么续流的，L右边+，左边-，D1接的地怎么续流呢 ...
, Y: L- ~& ]* w1 b* q. w! q
回到电感的基本原理，电感的作用本质就是当自身电流变化时，通过产生自感应电动势来阻碍自身电流的瞬态变化。如图所示，当MOS关断时，电源输出电流瞬间变为0，电感发生自感会要阻碍这种变化，便会继续输出电流。便于理解可以将电感暂时看作电池，根据其自感电流的输出方向，可将电感L的右边视为+，左边视为-，这样从电感L的右端 → 电容 → 地 → D1 → 电感L的左端 构成一个瞬态的电流回路，直至自感消失。很明显如果没有D1，整个回路将无法构成。正如2楼说的那样，其一电感电压会瞬间极大，其二由于电感电压瞬间极大，其左端的负压也将极大，则主MOS漏源两端的压差也将极大，很可能烧毁MOS管，而有了蓄流二极管，电感左边的负压大小最大为蓄流二极管的管压降，也就是近似零电位了。M' [& X! H' \% X7 [' J
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作者: hjz204    时间: 2015-7-3 21:42
学习了，谢谢分享！！
作者: Humor    时间: 2017-4-17 16:19
留名，学习了6 X) ~5 H# s* m; @' ^: q




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