雙buck電路成本討論

　　看到大家都說(shuō)雙buck電路成本沒(méi)有現(xiàn)有三級(jí)電路有優(yōu)勢(shì)，我想目前整體來(lái)看待一個(gè)產(chǎn)品，雙buck電路的綜合性能，產(chǎn)品尺寸，可靠性還是要高于3級(jí)不少的，成本問(wèn)題是因?yàn)榇蠹易龀龅漠a(chǎn)品較少，所以略顯高了一點(diǎn)，一但有多家推出產(chǎn)品，對(duì)電路進(jìn)行優(yōu)化，成本就不會(huì)是問(wèn)題。今天在這里希望能拋磚引玉，相信2011年是雙buck電路的普及應(yīng)用階段!

　　就性能而言，三級(jí)電路跟雙BUCK是不在一個(gè)層面的。但三級(jí)電路控制非常簡(jiǎn)單，容易理解，不像雙BUCK電路控制復(fù)雜精確。三級(jí)電路采用的MOS功率器件太多，影響大批量的可靠性，這是其一，其二是傳統(tǒng)BUCK電路的缺點(diǎn)，無(wú)論哪種工作模式，均沒(méi)有雙BUCK的性能優(yōu)秀。這是導(dǎo)致效率不高的原因之一。我想多數(shù)人都知道。其三是三級(jí)電路的工作特性，導(dǎo)致其干擾會(huì)比兩級(jí)的大。

　　大家說(shuō)這個(gè)雙BUCK的電路只是飛利浦能質(zhì)量合格，如果真的是這樣的話(huà)，我看沒(méi)一家合格的。我的一個(gè)朋友，以前也做飛利浦的鎮(zhèn)流器，在使用過(guò)程中壞了很多，飛利浦來(lái)人看了，就給他們出了一個(gè)通知，說(shuō)每個(gè)開(kāi)關(guān)上能同時(shí)控制的鎮(zhèn)流器不要超過(guò)6個(gè)，超過(guò)6個(gè)后出了問(wèn)題他們不管! 雙BUCK電路，實(shí)際上就是兩個(gè)AC-DC電源，讓它以低頻恒功率方式輪流工作來(lái)變換方向來(lái)產(chǎn)生低頻方波，給燈供電! 電路原理簡(jiǎn)單，控制電路比較負(fù)載，我研究了這個(gè)方式，覺(jué)得成本太高，最后放棄了，現(xiàn)在我用3級(jí)方案做，已經(jīng)形成一整套開(kāi)發(fā)的計(jì)算方法，從理論上保證設(shè)計(jì)完美!現(xiàn)在出貨的產(chǎn)品實(shí)際上也再給我爭(zhēng)氣!說(shuō)兩個(gè)方案成本低于三級(jí)的人，請(qǐng)拿事實(shí)說(shuō)話(huà)，不要信口開(kāi)河，市場(chǎng)上哪款2級(jí)的方案成本低過(guò)3級(jí)了?我找不到啊!

　　最近幾個(gè)月，70W的HID鎮(zhèn)流器方案做了好幾種，有高頻的，有三級(jí)全橋低頻通用方案，還有兩級(jí)半橋雙BUCK方案，均以設(shè)計(jì)成功。其中，想說(shuō)說(shuō)低頻方案的兩級(jí)和三級(jí)最主要的特點(diǎn)：兩級(jí)半橋雙BUCK方案：正如朋友所說(shuō)，成本上來(lái)說(shuō)并不比三級(jí)便宜。但在性能上要比三級(jí)要好一些，如：輸出波形、溫升、效率等。但雙BUCK的控制較復(fù)雜，參數(shù)調(diào)試麻煩，互相牽制，調(diào)試之初稍有不慎，就會(huì)“放鞭炮”，不過(guò)一旦參數(shù)調(diào)試OK后，便能可靠運(yùn)行。至于恒功率控制精度及MCU整體控制和三級(jí)差不多，都是采用恒流方式來(lái)達(dá)到恒功率。三級(jí)全橋低頻通用方案：電路結(jié)構(gòu)清晰，易懂，各部分獨(dú)立運(yùn)作，便于調(diào)試，元件通用性強(qiáng)，便于采購(gòu)。可以采用諧振點(diǎn)火，相對(duì)于兩級(jí)來(lái)說(shuō)，可以省去點(diǎn)火MOSFET或IGBT。我個(gè)人認(rèn)為，為了避免產(chǎn)品同質(zhì)化，突出其差異化，現(xiàn)主要生產(chǎn)兩級(jí)半橋雙BUCK結(jié)構(gòu)的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器，相信隨著產(chǎn)量的提升，元器件成本就會(huì)有一定幅度的下降，到時(shí)將會(huì)比三級(jí)全橋結(jié)構(gòu)更有優(yōu)勢(shì)。

　　三級(jí)的效率其實(shí)不是問(wèn)題，如你所說(shuō)。調(diào)試得當(dāng)91是沒(méi)太大問(wèn)題的。可問(wèn)題不在效率這里。換向鋁電解的問(wèn)題，的確是個(gè)問(wèn)題，不然CCI也不會(huì)出如此復(fù)雜的波形來(lái)控制。但這個(gè)問(wèn)題，根本上來(lái)說(shuō)，是可解決的，只是控制電路復(fù)雜一些而已。三級(jí)電路如果降壓為母線(xiàn)端，則需要高壓驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)麻煩。當(dāng)然這樣的結(jié)果是取樣方便。如果在地端，則取樣不便。全橋不可控狀態(tài)。三級(jí)電路根本的劣勢(shì)，不知道兄臺(tái)有沒(méi)看出來(lái)?

　　論成本, 半橋兩級(jí)和全橋三飯難分誰(shuí)高誰(shuí)低; 論性能, 難分孰優(yōu)孰劣, 各有所長(zhǎng)各有所短。關(guān)鍵是看誰(shuí)能吃透原理, 把控好工藝, 這樣才能做出穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品, 現(xiàn)在金鹵燈鎮(zhèn)流器行業(yè)因其技術(shù)門(mén)檻高的原因, 遠(yuǎn)沒(méi)有到拚價(jià)格的程度, 絕大多數(shù)還停留在抄襲的層次, 更談不上深刻理解甚至改進(jìn)提高的層次。 有, 但是, 少。如果說(shuō)半橋二級(jí)能一統(tǒng)行業(yè)天下, 如同有人說(shuō)LED即將一統(tǒng)照明行業(yè)天下一樣, 不是幼稚就是別有用心。當(dāng)年, 電視機(jī)剛發(fā)明的時(shí)候, 也有人預(yù)言報(bào)紙行業(yè)十年后將消失, 因?yàn)殡娨曅侣剚?lái)得更快信息量更大, 你現(xiàn)在上街看看街上那漂亮的報(bào)亭就知道那種預(yù)言多么滑稽。而那些炒作雙BUCK半橋優(yōu)越性的人一定有商業(yè)目的, 你不信你問(wèn)他, 他一定有編程了的控制芯片賣(mài)給你。當(dāng)然, 出了問(wèn)題別指望他幫你解決, 他只是賣(mài)編程芯片的, 對(duì)原理的事自己還沒(méi)鬧明白。如果最后真沒(méi)撤了, 這些人會(huì)勸你“做高檔貨啦, 用貴的管子, 用最高檔的電容, 用軍工級(jí)的IC, 把余量放大三倍, 只要體積允許!”, 再不行, 你就只能認(rèn)命, 然后你跟他對(duì)著罵---- 你罵他無(wú)恥, 他罵你無(wú)能! 在上海我都遇到幾攤這事, 讓我?guī)兔鉀Q, 咋辦! 方案不透明, 邏輯不簡(jiǎn)捷, 神仙都難救, 我也只能也勸他“做出口, 做高檔貨”。

　　還原成它實(shí)際應(yīng)用的兩個(gè)拓?fù)?

　　圖<一>

　　圖<二>

　　在此圖<二>中, 為了防止Q1Q2瞬間同時(shí)導(dǎo)通(即死區(qū))造成“天地通”, 特加多一個(gè)電感, 即使Q1Q2短時(shí)間同時(shí)導(dǎo)通, 因電流不會(huì)突變, 在三兩個(gè)微秒內(nèi), 不致傷害。

　　圖<三>

　　在此圖<三>中, 在充分評(píng)估了自己對(duì)死區(qū)時(shí)間把控的信心后, 他只用了一個(gè)電感; 但Q1Q2體內(nèi)都寄生著一個(gè)二極管, 并且是慢恢復(fù)的, 這樣會(huì)令并聯(lián)的D3D4不起作用, 拖慢速度, 發(fā)熱。所以他串聯(lián)了D1D2低導(dǎo)通電壓的肖特基二極管, 讓D3D4分別在自己的相區(qū)時(shí)段里單獨(dú)起續(xù)流作用。

　　大家看到嗎, C1C2C3的關(guān)系是并聯(lián)的, 為什么? 因?yàn)镃A、CB遠(yuǎn)遠(yuǎn)比它們大, 在高頻脈沖電流狀態(tài)下C1C2C3相當(dāng)于并聯(lián)。

　　再講時(shí)序, 當(dāng)換相, 如:Q1停, 輪到Q2工作的瞬間, 當(dāng)Q2開(kāi), 此時(shí)L2上的壓降是200V(VA)+VL, 慢慢過(guò)渡到200V(VA)-VL。這個(gè)瞬間給C2放電的電流并不經(jīng)過(guò)電流采樣電阻, 隨電功率大, C2容量也大, 小功率時(shí)可以靠Q2硬撐, 大功率時(shí), 幾十安的沖擊電流如何能撐?

　　在這種拓?fù)淅? 為了兼顧電流采樣的有效性C3遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于C1C2。