Buck-Boost电路LTspice仿真

电子电容全能解 2024-08-02 14:18:43

Buck-Boost 电路的拓扑架构如下图所示:

以CCM 模式为例,其输出电压与输入电压关系如下:

我们设定Buck-Boost 电路的基本参数如下:

输入电压Vin :2.5V

开关频率Fsw :200kHz

输出电压: -1V, - 2.5V, -3.75V

根据计算, 三个输出电压下对应的开关占空比应为: 0.285, 0.5, 0.6.

1. 当开关的占空比为0.5时,输出电压与输入电压大小相等,方向相反。

仿真电路搭建如下,当D=0.5时,实际仿真输出的电压要小于输入电压,这是由于仿真中,考虑了MOS 管的导通压降以及输出肖特基二极管的导通压降,为此我们适当增大占空比,经过测试,当D=0.52时, 输出电压基本与输入电压大小一致。

2. 当开关的占空比小于0.5 时, 电路实现的是Buck 降压功能,为此,我们调整电路的仿真参数 D=0.285, 实际仿真输出的电压要小于计算值1V, 也是因为考虑了MOS 管的导通压降以及输出肖特基二极管的导通压降,为此,我们适当增大占空比,测试验证,当D=0.3 时,输出电压为1V, 比输入电压2.5V小,这就是Buck。

3. 当占空比大于0.5时, 电路实现的是Boost 升压功能,我们调整电路的仿真参数 D=0.6, 实际仿真输出的电压要小于计算值3.75V, 也是因为MOS 以及输出肖特基二极管的导通压降的影响,我们适当增大占空比仿真如下图所示,当占空比等于0.614时,输出电压为3.75V, 比输入电压2.5V大,实现的是Boost 升压。

实际应用中,Buck-Boost 负压输出电路比较少见,我也未在实际的项目中使用过这种拓扑架构,更多是用4管搭建的Buck-Boost 正压输出电路,以及用变压器隔离输出的Flyback 电路,这里的仿真仅为了验证器升降压的原理。

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