如何设计一个外置mos的buck电路

Question

100v转24~50v，dcdc，使用外置mos，电路使用buck电路

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

设计一个外置MOSFET的降压（Buck）转换器电路，从100V输入转为24V至50V可调输出，可以按照以下步骤进行：

一、元器件选择

1. 开关管（MOSFET）：根据你的需求，需要选择一个耐压足够高（至少大于100V）、导通电阻（Rds(on)）小且开关速度快的N沟道MOSFET。例如IRF740N或者更高性能的型号。

2. 电感（Inductor, L）：根据负载电流和所需的转换速率选择合适的电感值。一般在几十到几百微亨之间，并且其饱和电流应大于最大负载电流。

3. 二极管（Diode）：作为续流二极管，也需要选择一个能承受100V反向电压且正向压降较低的快恢复或肖特基二极管。

4. 输出滤波电容（Output Capacitor, Cout）：为了稳定输出电压，需要一个低ESR的大容量电解电容与一个小容量陶瓷电容并联。

5. PWM控制器：选择一个集成有过电压保护、欠电压保护、电流限制等功能的DC-DC降压控制器芯片，如LM2596等，但此处由于要求使用外置MOSFET，可以选择不包含内置MOSFET的控制器，如XL4016E1等。

二、基本电路设计

graph LR;
A[100V Input] -->|Vin| B[MOSFET Q1(N-MOS)]
B --> C[Inductor L]
C --> D[Diode D1(续流)]
D --> E[Output Voltage (24~50V)]
E --> G[Cout(大电解+小陶瓷)]
B --- F[Controller(U1)]

三、工作原理及参数计算

• 开关频率（fsw）：根据所选控制器确定，通常在几十kHz至几百kHz。
• 电感值（L）：通过公式 ΔIL = ΔVo * ton / L 来估算，在满足纹波电流和最小占空比要求的前提下选择合适的电感。
• 输出电容（Cout）：主要用来抑制输出电压纹波，容量大小视负载特性而定。

四、控制器设置

配置控制器的反馈网络，使其能够根据输出电压调整PWM信号的占空比，实现稳压功能。同时设置好过流保护阈值以防止MOSFET因过载损坏。

五、布局布线

在实际PCB设计时，需要注意MOSFET的散热设计以及各元件间的走线，避免干扰和噪声影响电路性能。

请根据实际应用条件和所需功率等级，对上述建议进行具体化和详细设计。务必在实际操作前，对所有元件进行详细的电气规格验证，确保满足电路设计要求。