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【91网站電子·高工技術π】DC/DC轉(zhuǎn)換(huàn)器電路設計六(liù)大技巧


DC-DC轉(zhuǎn)換器為整個係統中(zhōng)的各個電路供電。隻有掌握DC/DC轉換器電路設計的技巧,把所有要考慮的因素考慮全麵,才能提高係統的整體性能,達到各個電路的性能效果的體(tǐ)現。
一、正確理解DC/DC轉(zhuǎn)換器
DC/DC轉換器為轉變輸入電壓後有效輸出固定(dìng)電壓(yā)的電壓轉換器。DC/DC轉換器分為三類:升壓型DC/DC轉換器、降壓(yā)型(xíng)DC/DC轉換器(qì)以及升降(jiàng)壓型DC/DC轉換器。
根據需求可采用三類控(kòng)製。
PWM控製型(xíng)效率高並具有良好的輸出電(diàn)壓紋波和(hé)噪聲。PFM控製型即使長時間使用,尤其小負載時具有耗電小的優點。PWM/PFM轉換(huàn)型小負載時實行(háng)PFM控製,且在(zài)重負載時自動轉換到PWM控製。
二、DC/DC轉換器電路設計原理(lǐ)
DC-DC就是直(zhí)流-直流變換,一般有升壓(BOOST)、降壓(BUCK型)兩種。
降壓式DC/DC變換器的輸出(chū)電流較大,多為數百毫安(ān)至幾(jǐ)安,因此適用於輸出電流較大的場合。降壓式DC/DC變換器(qì)基本工作原理電路如下圖所示。
VT1為開關管,當VT1導通時,輸入電壓Vi通 過電感L1向負(fù)載RL供電,與此同時也(yě)向(xiàng)電容C2充電。在這個過程中,電容C2及電感L1中儲(chǔ)存能量。
當VT1截止時,由儲(chǔ)存在電感L1中的能(néng)量繼續向 RL供電,當輸出電(diàn)壓要下(xià)降時,電容C2中的能量也向RL放電,維持輸出電壓不變。二極(jí)管VD1為續流(liú)二極管,以便構成電路回路。
輸出的電壓Vo經(jīng)R1和 R2組成的分壓器分壓,把輸出電壓的信號反饋至(zhì)控製電路,由控製電(diàn)路來控製開關管的導通及(jí)截止時間,使輸出電(diàn)壓保持不變(biàn)。

三、DC-DC電路設計要考慮以下條件:
1.外部輸(shū)入電源電壓的範圍,輸出電流的大小。
2. DC-DC輸出的電壓,電流,係統的功率最大值。
四、選擇PWM IC要考慮(lǜ)的要點有:
1. PWM IC的最(zuì)大輸入電壓。
2.PWM開關的頻率,這一點的選擇(zé)關係到係統的效(xiào)率。對儲能電感,電容的大小的選擇(zé)也有一定影(yǐng)響(xiǎng)。
3.MOS管的(de)所能夠(gòu)承受的最大(dà)額定電流及其額定功(gōng)率(lǜ),如果DC-DC IC內部自帶MOS,隻需要考慮IC輸出的額定電流。
4. MOS的(de)開關電壓Vgs大小及最大承受電壓。
五、電感、二極管、電(diàn)容的選擇
1. 電感量:大小選擇主要由(yóu)開關頻率決定,大(dà)小會影(yǐng)響電源紋波;額(é)定電流,電感的內阻選擇由係統功耗決定。
2. 二(èr)極管:通常都用肖特基二極管。選擇時要考濾反向電壓,前向電(diàn)流,一般情況反向電壓為輸入電源電壓的二倍,前向電流為輸出電流的兩倍。
3. 電容:電容的選擇基於開關的頻率,係統紋波的要求及輸出電壓的要求。容量和電容內部的等效電阻決定紋波大小(當然和電(diàn)感也有關)。
六、如何得到(dào)一(yī)個電源紋波相對較小、對係統其他電路幹擾相對較小,而且相對穩定可靠的DC-DC電路,需要對以上電路的原理(lǐ)做如(rú)下修改:
1.輸入部分:電源輸入端需要加電(diàn)感電(diàn)容濾波。目的:由(yóu)於MOS管的開關(guān)及電感在瞬間的變化會造成輸入電源的波(bō)動,尤其是(shì)在係統耗電波動較大時,影響更(gèng)為明顯。
2.輸出部分:
(1)假(jiǎ)定C2的(de)選擇的100uF是正確(què)的,我(wǒ)們想得到更小的紋波,可以將100uF的(de)電容改成兩顆47uF的電容(基於相同類型的電(diàn)容);如果(guǒ)100uF電(diàn)容采(cǎi)用的是鋁(lǚ)電解,可以在原來的基礎上加一顆10uF的磁片電容或鉭電容。
(2) 在輸出端再加(jiā)一顆電容和一顆電容對原來的電源做一個LC濾波,會得到一個紋波更小的電源。
總之,DC-DC轉換器為整個係(xì)統中的各個電路供電。隻有掌握DC/DC轉換器電路設(shè)計的技巧(qiǎo),把所有要考慮的因素考慮全麵,才能提高係統的整體性能,達到各個電路(lù)的性能效果的體(tǐ)現。