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1、DC-DC升降壓電路的幾種解決方案（成都信息工程學院科技創(chuàng)新實驗室）W00DSTOCK前一段時間，本著學習的態(tài)度參加了TI杯校賽，做了其中的一個直流升降壓的題，作品沒做的很好，但是在準備期間，我對各種可行電路都做了嘗試，一些心得拿出來與大家分享，也望各路大俠對不妥之處不吝賜教。我們在實際應用中，經常會出現系統中各個模塊供電不統一，或者供電電源的電壓時變化的（比如汽車中的電池電壓受溫度影響而變化），在只有一個電源提供供電的時候，同時可以升壓或降壓的電路就變得非常有用。下面，來看一下我想到的幾種升降壓問題的解決方案。非隔離式開關電源的基本電路一般有三種：Buck降壓電路、Boost升壓電
2、路、Buck-boost極性反轉升降壓電路。要實現同時升降壓功能，首先想到的肯定是Buck-Boost極性反轉電電路。圖表1極性反轉電路原理示意這種拓撲結構的電路能夠輸出與輸入相反的、可以比輸入電壓更高或者更低的電壓，并且整體的效率也很高。但缺點也很明顯：一就是極性相反，當輸入電壓是正壓且要求輸出也是正的時候，我們還要對輸出電壓進行反向，這就是一件很麻煩的事；但是，有時我們需要的就是負壓的時候，這個缺點又會有一種很大的用處。缺點二就是，這種拓撲結構電路的電流脈動值很大，輸出濾波不好處理。在實際制作中，我選擇了用TI的Buck型降壓芯片TPS5430來做開關管以及驅動的部分，更方便控制
3、，簡化了電路。還有一個缺點是，這種電路不方便數控，而且沒法直接用AD采輸出電壓。下面這個是我做的一個控制TPS5430反饋的電路。圖表2LM324做控制電路常見的來解決這個問題的還有另外一種電路，就是把boost電路和buck電路結合起來。但是怎樣結合？方法有很多種。第一種，直接拼接。比如輸入電壓時5-12V，輸出電壓要10V，那么我們就可以使用升壓電路將輸入電壓統一升到13V，然后再使用電壓可調節(jié)的降壓電路來提供輸出電壓。在做這個方案時，我升壓用了TI的TPS61175，輸入范圍是3-18V，輸出范圍是3-65V，最大輸出電流時3A。降壓同樣用了TPS5430。圖表3TPS5430
4、降壓電路圖表4TPS61175升壓電路但是這種電路結構最致命的問題就是，效率上不去。因為這種電路對電壓做了兩級的處理，假設每級的效率都有90%的話，總體的效率也才80%，而且兩個開關芯片開關頻率不同，彼此之間的開關噪聲影響很大。第二種，是升降壓選擇法。即先判斷輸入電壓，確定輸出電壓后判斷該升還是該降。在電路輸入端和DC轉換模塊之間，使用繼電器或場管來做開關，選擇電路工作的模式。這種電路容易理解、硬件設計相對比較簡單，難在判斷控制。另外這種電路存在一個大問題，當要求輸入電壓和輸出電壓相同時，這種電路就無能為力了。第三種拼接的方法，則是這幾種方案中，我覺得最好的一種方案。先看一下拓撲圖：
5、圖表5雙場管升降壓電路其實這是在第一種拼接方法基礎上的改進電路，巧妙合并了Buck電路和Boost電路，簡化了電路，節(jié)省了電路損耗。要降壓的時候，關掉第二個場管，使用PWM波控制第一個場管即可，要升壓的話，就保持第一個場管完全開啟，使用PWM波控制第二個場管即可。在使用分離原件去搭DC電路的時候，一定得特別重視開關頻率的設定，以及與之匹配的二極管、電感、電容。這種電路做好的話，效率可以在90%以上。這個電路結構比較簡單，就不貼圖了，附張光耦驅動的電路吧。第四種方法是第三種的改進版，是使用的集成芯片來完成這個電路?？戳嗽S多芯片的資料，最后我選擇的是LM5118，它具有超寬的電壓輸入范圍
6、：3-70V，輸出電壓范圍也在3-75V的寬范圍，最大輸出電流3A，效率可以做到95%。但是這個芯片比較嬌貴，不好調，而且PWM輸出驅動能力較弱。我選用了官方PDF推薦的場管SI7148,低壓差驅動場管。其實我們可以在芯片的HO、LO輸出口通過光耦或三極管來把驅動電壓拉高，SI7148不好買，而且比較貴。圖表6LM5118升降壓
