采用运算放大器实现低电压大电流的电源转换
时间:11-03
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通过仿真,可以得出输入输出电压以及MOSFET上功耗的波形和负载上电流波形。
从以上的仿真结果可以看出输出电压变化范围为1.15V~1.25V,MOSFET上功耗变化范围为0.4W~4.75W。平均功耗已经超过了2W,该MOSFET最小热阻为45℃/W。如此大功耗产生的热将不能够有效散发,热的积累将可能把MOSFET烧毁。通过分析,决定在MOSFET漏端串接大功率小阻值电阻,让一部分功耗消耗在电阻上,见图4。
同样做相应的电压输出、MOSFET和电阻上的功耗仿真。仿真的结果是输出的电压纹波将增大,造成增大的原因为漏端电阻的加入相当于增加了电源的内阻。尽管如此,输出电压值仍然在1.15V~1.25V内变化。此时可以看到MOSFET上的功耗已经显著减小,平均功耗小于1.5W,此时电阻上的功耗也为1.5W左右。MOSFET的工作温度将小于90℃,这样就很好地解决了PCB占用面积和MOSFET发热问题。
通过对上面这种方式的仿真分析,可以得出该方式的优点为元件少、电路更加简单、输出稳定,但是该电路工作在线性工作区,功率器件上的发热量会比较大,而且其发热是连续的而非PWM方式的间歇发热,因此解决散热问题成了该方式的最主要问题。简单的PSPICE模型为新设计提供了一个很好的参考,通过仿真可以在设计阶段解决一些可能存在的问题,从而缩短新产品调试和上市时间。
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