ABB模塊3BSE003388R1

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開關模式電源采用固定、可調(diào)或與外部時鐘同步的頻率進行開關轉(zhuǎn)換。開關頻率值決定了電源電容和電感的外形尺寸，因此也決定了其成本。為設計出小型低成本電路，設計人員開始使用更高的開關頻率。

根據(jù)其數(shù)據(jù)手冊技術規(guī)格，開關穩(wěn)壓器 IC 中內(nèi)置的振蕩器通?？捎糜诜浅挼念l率范圍。例如：單片 ADP2386 降壓變換器 IC 可確保其開關頻率在設定值的±10％范圍內(nèi)。其他常用的開關穩(wěn)壓器 IC 則為設定值的±20％或更高范圍。由于 ADP2386 開關頻率具有±10％的變化范圍，在情況下，ADP2386 使用 RT 將開關頻率設置為 600 kHz，即可在 540 kHz 和 660 kHz 頻率下進行開關轉(zhuǎn)換。

在設計電路時，必須考慮到開關頻率可能會有 20％的變化，由于流經(jīng)電感的峰值電流會隨實際開關頻率有所不同，因此，電感電流紋波會直接影響輸出電壓紋波。

顯示了開關頻率對電感電流紋波的影響。圖中，600 kHz 的標稱開關頻率以藍色顯示。?。?40 kHz）開關頻率以紫色顯示，大（660 kHz）開關頻率以綠色顯示。在 600 kHz 的標稱設置頻率下，當穩(wěn)壓器在 540 kHz 頻率下開關時，可以看到峰峰紋波電流為 1．27 A。但是，在 600 kHz 的相同頻率設置下，開關穩(wěn)壓器也能夠在 660 kHz 頻率下開關，相應的紋波電流為 1．05 A。在此例中，220 mA 的線圈電流紋波差異可能是由于電路中不同組件的開關頻率變化導致的。這已經(jīng)超過了整個允許的溫度范圍。

開關穩(wěn)壓器的限流值設置必須考慮這個因素。峰值電流必須足夠低，才能確保在正常運行期間不會激活現(xiàn)有的任何過流保護。

請注意，本例未考慮所有其他可能出現(xiàn)的變化因素，如電感和電容值變化。

考慮的變量就是允許的溫度范圍內(nèi)開關頻率的變化。在實際應用中，可能存在許多其他變量，如電感和電容的實際值變化。這些亦受工作溫度的影響。但是，我們也可以假設，在大多數(shù)情況下，開關頻率的實際變化不會達到±10％的限值。通常，開關頻率會在范圍中間的典型值附近變化。為了系統(tǒng)地考慮電源中的所有動態(tài)變量，我們可以通過蒙特卡羅分析找到答案。其中不同分量和變量參數(shù)的變化根據(jù)其發(fā)生的概率進行加權，并相互關聯(lián)。使用 ADI 公司免費提供的 LTspice 仿真軟件可進行蒙特卡羅分析。

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