双buck电路成本讨论

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。