TI方案-BUCK电路的FB引脚控制，实现恒压到恒流转换

简介：
本简介介绍了一种使用TI方案中的BUCK电路通过调节FB引脚来实现从恒定电压模式到恒定电流模式自动切换的技术方法。 ### TI方案-BUCK电路之通过FB引脚控制恒压转恒流 #### 简介 在现代电力电子技术领域，降压（BUCK）转换器因其高效能而被广泛应用，在电源管理和能量转换方面发挥着关键作用。传统设计多侧重于恒压(CV)调节模式，即无论输入电压和负载情况如何变化，输出电压始终保持稳定。然而，随着科技的进步及应用需求的变化，越来越多的应用场景不仅需要稳定的输出电压，还要求精确的电流控制能力——即所谓的恒流(CC)调节方式。这种结合了CV与CC功能的工作模式被称为恒压恒流(CCCV)。 #### 简单通用CCCV配置电路 为了从传统的CV模式过渡到具备更复杂调控需求的CCCV模式，可以通过调整反馈回路来实现这一转变。具体来说，可通过FB引脚控制BUCK转换器的工作状态，从而达到由恒压向恒流切换的目的。 ##### CC 电路设计 在CC工作状态下，目标是确保输出电流保持稳定不变。为此，在反馈环中引入额外元件如电阻或运算放大器等，用于检测并比较实际通过的电流与设定参考值之间的差异，并据此调节PWM控制器的占空比来控制BUCK转换器的实际电流。 1. **电流检测电阻**：选择一个合适的检测电阻置于电路的地线上，利用该电阻两端电压差的变化来测量流经它的电流。 2. **误差放大器**：通过比较电流检测电阻上的实际电压与设定参考值之间的差异，使用误差放大器输出信号调节PWM控制器的占空比，以控制BUCK转换器中的电流流动。 3. **PWM控制器**：根据误差放大器提供的反馈信息调整产生的脉冲宽度，进而改变开关频率来实现对通过BUCK电路的实际电流的有效调控。 ##### CV 电路设计 CV模式则专注于维持输出电压稳定。对于采用峰值电流模式(PCM)控制策略的降压转换器而言，可以通过调节反馈回路中的电阻和电容值来达成这一目的。 1. **分压网络**：通常包括两个串联连接的电阻(R1 和 R2)，它们共同构成一个简单的电压分压电路。通过调整这两个电阻的比例可以设定所需的输出电压。 2. **误差放大器**：类似CC模式，使用误差放大器比较反馈电压与内部参考值之间的差异，并根据此差值调节PWM控制器的占空比来保持输出电压稳定不变。 3. **PWM控制器**：依据误差放大器提供的信号调整脉冲宽度，以维持恒定的输出电压。 #### 示例原理图 尽管具体的电路设计会因芯片型号和应用需求的不同而有所差异，但基本的设计理念与组件选择是相似的。以下展示了一个简化的示例： 1. **输入电源**：提供给BUCK转换器所需的初始直流电。 2. **开关管**：根据PWM信号控制开闭操作以调节输出电压水平。 3. **电感**：用于存储能量并在不同周期间平滑电流波动。 4. **输出电容**：滤除噪声，使输出更加稳定可靠。 5. **反馈回路**：包括电流检测电阻、误差放大器以及PWM控制器等组件，共同实现CCCV调节功能。 #### 测试结果与性能曲线 为验证设计方案的有效性，可以进行一系列实验测试，并绘制相应的性能图表。 ##### 测试方法 1. **负载测试**：在不同负载条件下评估输出电压和电流的变化。 2. **输入电压变化测试**：改变输入电源的电压值观察输出响应情况。 3. **效率测量**：记录不同工作条件下的转换效率水平。 4. **纹波分析**：测定并评价输出电压中的波动大小。 ##### 电源模块 (TPSM63610) TPSM63610是一款高度集成化的电源管理单元，适用于需要CCCV调节的应用场合。经过上述测试可以得出如下结论： - 输出电压和电流在各种负载条件下均能保持稳定。 - 较高的转换效率及较小的输出纹波。 ##### 转换器 (LM61495) 同样地，高性能降压变换器LM61495也适用于需要CCCV调节的应用。测试结果表明： - 输出电压和电流随负载变化而保持稳定。 - 高效转换率及低噪声输出特性。 ##### 控制器 (LM5149) 灵活的PWM控制器LM5149支持多种工作模式，包括CCCV调节方式。通过实验验证发现： - 可根据需求调整输出电压和电流水平。 - 具备良好的动态响应性能。 综上所述，通过修改反馈回路并利用FB引脚实现控制功能转换的方法简单有效，并能满足现代应用对更精细的电流控制要求。