各位大俠，小弟是大二學(xué)生黨一枚，已經(jīng)報(bào)名參加了2013年的全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽，我和我的隊(duì)員們打算做電源方面的題目，現(xiàn)在正在學(xué)習(xí)基于 BUCK 的 DC to DC 電路?？赡艽髠b們認(rèn)為有問(wèn)題應(yīng)該找老師啊，找咱們這些大老爺們干啥？對(duì)于這種問(wèn)題小弟也表示無(wú)奈，現(xiàn)在的老師以及叫獸只會(huì)忙著撈金做項(xiàng)目評(píng)職稱(chēng)，那有那么多時(shí)間來(lái)指導(dǎo)學(xué)生啊~~假期留在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室半個(gè)多月了，也沒(méi)見(jiàn)指導(dǎo)老師過(guò)來(lái)指導(dǎo)一下過(guò)，不指導(dǎo)也罷了，萬(wàn)一獲獎(jiǎng)了指導(dǎo)老師那里還得填上他的名字。。。。唉。。。。
話不多說(shuō)了，咱步入正題，下面就提出我們現(xiàn)在遇到的一些問(wèn)題及疑問(wèn)，希望工作在一線的各位大俠能抽空指導(dǎo)一下我們，給予一些幫助，哪怕只是一點(diǎn)點(diǎn)我們都會(huì)感激不盡！在這里我謹(jǐn)代表我們團(tuán)隊(duì)祝各位工作順利，萬(wàn)事如意！
在這之前，我們查閱了很多相關(guān)的資料，基本弄懂了BUCK降壓的原理，也簡(jiǎn)單的搭了一下電路來(lái)驗(yàn)證，但是錯(cuò)誤百出，在這里我把我們的設(shè)計(jì)過(guò)程寫(xiě)出來(lái)，請(qǐng)各位大哥們幫忙看一下有什么做的不會(huì)的地方。
設(shè)計(jì)要求：
輸入12V，輸出5V、2A，由MSP430單片機(jī)產(chǎn)生頻率 F=400KHZ 的PWM（假設(shè)MSP430能產(chǎn)生這么高的PWM，如果不行再降低），紋波電壓要求50mV，紋波電流為輸出電流的0.3即0.6A。
以下是設(shè)計(jì)過(guò)程：
電路圖采用典型的BUCK電路：
由以上算的占空比 D=5V/12V=0.416
一、電感的選擇：
L=（Vin-Vout）X占空比 D ÷頻率 F÷ 紋波電流=（12-5）X0.416÷400KHZ÷0.6A = 12.12 uH
假設(shè)所使用的電感的 ESR =0.037 Ω 則電感上的損耗 = I^2 X ESR=2A X 0.037 Ω =0.15W
二、輸出電容的選擇：
因?yàn)榧y波電壓=紋波電流 X [（ESR+△T）/C + ESL / △T ] ，其中 △T=D/F =0.416 / 400KHZ =1.04 微秒， D為占空比，F(xiàn)為頻率
假設(shè)所選取的電容的ESR = 0.03Ω ，ESL = 0 ，算出的 C = 19.5 uF ，故選用 16V 470 uF的電容（也不知道對(duì)不對(duì)）。
輸出電容的損耗 = 紋波電流 I^2 X ESR = 0.6^2 X 0.03Ω =0.01 W
三、輸入電容的選擇：
估算紋波電流（不知道是不是這樣叫） ≈ 輸出電流 I / 2 = 1A
允許的最大輸入紋波電壓 200 mV，假設(shè)所選電容的 ESR = 0.12 Ω
計(jì)算所選的 C = △T / [（輸入紋波 200 mV /紋波電流 1A）-ESR 0.12 Ω ] =13 uF
故選擇 16V 470 uF 的電容 ，其損耗 = 1A X 0.12Ω = 0.12W
四、二極管的選擇
估算流過(guò)二極管的電流 = [ 1- 占空比 D ] X 輸出電流 I = [1 - 0.416 ] X 2A =1.17 A
所承受的最大反向電壓 = Vin = 12V
故選擇肖特基二極管 1N5820，參數(shù)為 20V，3A 其損耗 = 1.17A X 二極管壓降 0.4V = 0.47 W
五、場(chǎng)效應(yīng)管的選擇
選了一個(gè)導(dǎo)通電阻Ron為 0.02 Ω 的PMOS
則導(dǎo)通損耗 = 輸出電路 X 導(dǎo)通電阻 X 占空比 = 2^2 X 0.02Ω X 0.416 = 0.033W
開(kāi)關(guān)損耗 = （公式有點(diǎn)復(fù)雜，就不打了）=0.297W
總損耗 = 0.003 + 0.297 = 0.3 W （根據(jù)這個(gè)可以算出MOS管的溫升 ？）
總效率 = [ 輸出功率 5V X 2A = 10 W] ÷ [ 輸出功率 10W + 整體電路損耗 1.05W ] = 90.5%
以上設(shè)計(jì)過(guò)程是參考 Microchip 公司的一個(gè)PDF文檔來(lái)設(shè)計(jì)的，不知道有沒(méi)有問(wèn)題？問(wèn)題出在哪方面？希望大家能指出并解惑，謝謝！
==================== 以 下 是 實(shí) 際 制 作 過(guò) 程 中 的 疑 問(wèn) ================
1、假使使用的是NMOS，如何能保證 MOS 處于開(kāi)關(guān)狀態(tài) ？是不是要專(zhuān)用的驅(qū)動(dòng)把G極電壓提升到比VCC還高，使得MOS能導(dǎo)通？（自舉電路？）
2、根據(jù)上面的BUCK原理圖能否做出符合要求的DC - DC電路？是否需要加輸出反饋電路或者其他輔助電路？
3、假使算出來(lái)的電感是35uH，能否使用47uH的電感？100uH的電感呢？對(duì)電路有什么影響？
4、測(cè)空載時(shí)的電壓有意義嗎？如何保證空載時(shí)輸出的電壓為5V？是要接假負(fù)載來(lái)實(shí)現(xiàn)嗎）？
5、。。。。。。
6、。。。。。。
還有很多很多疑問(wèn)，如果有哪位大俠愿意做我們的“指導(dǎo)老師” ，在空余時(shí)間幫我們解惑，請(qǐng)加我的QQ 370710247 ，小弟感激不盡??！
全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽對(duì)于一個(gè)大學(xué)生來(lái)說(shuō)，只有一次參賽機(jī)會(huì)，我們不想錯(cuò)過(guò)這次機(jī)會(huì)，我們想拿獎(jiǎng)?。?！
