双buck电路成本讨论

2011-10-23 11:39:54来源: 互联网
看到大家都说双buck电路成本没有现有三级电路有优势,我想目前整体来看待一个产品,双buck电路的综合性能,产品尺寸,可靠性还是要高于3级不少的,成本问题是因为大家做出的产品较少,所以略显高了一点,一但有多家推出产品,对电路进行优化,成本就不会是问题。今天在这里希望能抛砖引玉,相信2011年是双buck电路的普及应用阶段!

  就性能而言,三级电路跟双BUCK是不在一个层面的。但三级电路控制非常简单,容易理解,不像双BUCK电路控制复杂精确。三级电路采用的MOS功率器件太多,影响大批量的可靠性,这是其一,其二是传统BUCK电路的缺点,无论哪种工作模式,均没有双BUCK的性能优秀。这是导致效率不高的原因之一。我想多数人都知道。其三是三级电路的工作特性,导致其干扰会比两级的大。

  大家说这个双BUCK的电路只是飞利浦能质量合格,如果真的是这样的话,我看没一家合格的。我的一个朋友,以前也做飞利浦的镇流器,在使用过程中坏了很多,飞利浦来人看了,就给他们出了一个通知,说每个开关上能同时控制的镇流器不要超过6个,超过6个后出了问题他们不管! 双BUCK电路,实际上就是两个AC-DC电源,让它以低频恒功率方式轮流工作来变换方向来产生低频方波,给灯供电! 电路原理简单,控制电路比较负载,我研究了这个方式,觉得成本太高,最后放弃了,现在我用3级方案做,已经形成一整套开发的计算方法,从理论上保证设计完美!现在出货的产品实际上也再给我争气!说两个方案成本低于三级的人,请拿事实说话,不要信口开河,市场上哪款2级的方案成本低过3级了?我找不到啊!

  最近几个月,70W的HID镇流器方案做了好几种,有高频的,有三级全桥低频通用方案,还有两级半桥双BUCK方案,均以设计成功。其中,想说说低频方案的两级和三级最主要的特点:两级半桥双BUCK方案:正如朋友所说,成本上来说并不比三级便宜。但在性能上要比三级要好一些,如:输出波形、温升、效率等。但双BUCK的控制较复杂,参数调试麻烦,互相牵制,调试之初稍有不慎,就会“放鞭炮”,不过一旦参数调试OK后,便能可靠运行。至于恒功率控制精度及MCU整体控制和三级差不多,都是采用恒流方式来达到恒功率。三级全桥低频通用方案:电路结构清晰,易懂,各部分独立运作,便于调试,元件通用性强,便于采购。可以采用谐振点火,相对于两级来说,可以省去点火MOSFET或IGBT。我个人认为,为了避免产品同质化,突出其差异化,现主要生产两级半桥双BUCK结构的金卤灯电子镇流器,相信随着产量的提升,元器件成本就会有一定幅度的下降,到时将会比三级全桥结构更有优势。

  三级的效率其实不是问题,如你所说。调试得当91是没太大问题的。可问题不在效率这里。换向铝电解的问题,的确是个问题,不然CCI也不会出如此复杂的波形来控制。但这个问题,根本上来说,是可解决的,只是控制电路复杂一些而已。三级电路如果降压为母线端,则需要高压驱动,驱动麻烦。当然这样的结果是取样方便。如果在地端,则取样不便。全桥不可控状态。三级电路根本的劣势,不知道兄台有没看出来?

  论成本, 半桥两级和全桥三饭难分谁高谁低; 论性能, 难分孰优孰劣, 各有所长各有所短。关键是看谁能吃透原理, 把控好工艺, 这样才能做出稳定可靠的产品, 现在金卤灯镇流器行业因其技术门槛高的原因, 远没有到拚价格的程度, 绝大多数还停留在抄袭的层次, 更谈不上深刻理解甚至改进提高的层次。 有, 但是, 少。如果说半桥二级能一统行业天下, 如同有人说LED即将一统照明行业天下一样, 不是幼稚就是别有用心。当年, 电视机刚发明的时候, 也有人预言报纸行业十年后将消失, 因为电视新闻来得更快信息量更大, 你现在上街看看街上那漂亮的报亭就知道那种预言多么滑稽。而那些炒作双BUCK半桥优越性的人一定有商业目的, 你不信你问他, 他一定有编程了的控制芯片卖给你。当然, 出了问题别指望他帮你解决, 他只是卖编程芯片的, 对原理的事自己还没闹明白。如果最后真没撤了, 这些人会劝你“做高档货啦, 用贵的管子, 用最高档的电容, 用军工级的IC, 把余量放大三倍, 只要体积允许!”, 再不行, 你就只能认命, 然后你跟他对着骂---- 你骂他无耻, 他骂你无能! 在上海我都遇到几摊这事, 让我帮忙解决, 咋办! 方案不透明, 逻辑不简捷, 神仙都难救, 我也只能也劝他“做出口, 做高档货”。

  还原成它实际应用的两个拓扑.

  


  图<一>

  

  图<二>

  在此图<二>中, 为了防止Q1Q2瞬间同时导通(即死区)造成“天地通”, 特加多一个电感, 即使Q1Q2短时间同时导通, 因电流不会突变, 在三两个微秒内, 不致伤害。

  

  图<三>

  在此图<三>中, 在充分评估了自己对死区时间把控的信心后, 他只用了一个电感; 但Q1Q2体内都寄生着一个二极管, 并且是慢恢复的, 这样会令并联的D3D4不起作用, 拖慢速度, 发热。所以他串联了D1D2低导通电压的肖特基二极管, 让D3D4分别在自己的相区时段里单独起续流作用。

  大家看到吗, C1C2C3的关系是并联的, 为什么? 因为CA、CB远远比它们大, 在高频脉冲电流状态下C1C2C3相当于并联。

  再讲时序, 当换相, 如:Q1停, 轮到Q2工作的瞬间, 当Q2开, 此时L2上的压降是200V(VA)+VL, 慢慢过渡到200V(VA)-VL。这个瞬间给C2放电的电流并不经过电流采样电阻, 随电功率大, C2容量也大, 小功率时可以靠Q2硬撑, 大功率时, 几十安的冲击电流如何能撑?

  在这种拓扑里, 为了兼顾电流采样的有效性C3远远小于C1C2。

关键字:buck  电路

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/1023/article_12383.html
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