|
|
EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
关于DC/DC转换器电路设计的技巧
/ [4 o9 M5 B2 t# u( q一、正确理解DC/DC转换器 DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。" g+ ^8 Y3 h3 z# h
DC/DC转换器分为三类：升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用，尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制，且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。在电路类型分类上属于斩波电路。 5 u1 x( y5 ^, ?- ~4 ~
二、DC/DC转换器电路设计原理 DC-DC就是直流-直流变换，一般有升压(BOOST)、降压(BUCK型)两种。降压式DC/DC变换器的输出电流较大，多为数百毫安至几安，因此适用于输出电流较大的场合。降压式DC/DC变换器基本工作原理电路如下图所示。VT1为开关管，当VT1导通时，输入电压Vi通过电感L1向负载RL供电，与此同时也向电容C2充电。在这个过程中，电容C2及电感L1中储存能量。当VT1截止时，由储存在电感L1中的能量继续向RL供电，当输出电压要下降时，电容C2中的能量也向RL放电，维持输出电压不变。二极管VD1为续流二极管，以便构成电路回路。输出的电压Vo经R1和R2组成的分压器分压，把输出电压的信号反馈至控制电路，由控制电路来控制开关管的导通及截止时间，使输出电压保持不变。4 w$ [: q! w0 j+ s2 b6 M
![]() 7 `* U8 m+ O5 Z9 h4 l- O
图片说明：DC/DC变换器基本工作原理图
4 J; _5 }' f4 `7 ]. S/ {0 d
) C' A g) } ~. V1 V0 j( f% ?9 N三、DC-DC电路设计要考虑以下条件：
+ C/ ?. W! C9 e# N. d N1.外部输入电源电压的范围，输出电流的大小。
/ G1 m- m# M# v' W& h$ C2 L2 `2.DC-DC输出的电压，电流，系统的功率最大值。4 ^6 g; t B/ m. C6 c4 c- w- G8 C
四、选择PWM IC要考虑的要点有： - l6 l6 z3 D! H
1.PWM IC的最大输入电压。
% Y5 X2 @- k! k8 V; A$ b k( C2.PWM开关的频率，这一点的选择关系到系统的效率。对储能电感，电容的大小的选择也有一定影响。
" \7 [/ y; F: q8 @3 g1 E3.MOS管的所能够承受的最大额定电流及其额定功率，如果DC-DC IC内部自带MOS,只需要考虑IC输出的额定电流。 / L- a, {% }: H4 p) W7 y4 T
4.MOS的开关电压Vgs大小及最大承受电压。
% v5 o" F/ q! i4 `. W五、电感、二极管、电容的选择
6 i" N4 n) ~$ m1 Y6 D) @8 j; w" ?1.电感量：大小选择主要由开关频率决定，大小会影响电源纹波;额定电流，电感的内阻选择由系统功耗决定。
. I; N: t) T& |9 X2.二极管：通常都用肖特基二极管。选择时要考滤反向电压，前向电流，一般情况反向电压为输入电源电压的二倍，前向电流为输出电流的两倍。 ( K- Q( l7 i3 `! |# j
3.电容：电容的选择基于开关的频率，系统纹波的要求及输出电压的要求。容量和电容内部的等效电阻决定纹波大小(当然和电感也有关)。
) G& ?6 T) B+ n( ]6 K! t8 ~+ |1 p& t六、如何得到一个电源纹波相对较小、对系统其他电路干扰相对较小，而且相对稳定可靠的DC-DC电路，需要对以上电路的原理做如下修改： ) i# l l. k: U) Z, D/ _
1.输入部分：电源输入端需要加电感电容滤波。目的：由于MOS管的开关及电感在瞬间的变化会造成输入电源的波动，尤其是在系统耗电波动较大时，影响更为明显。
0 J$ g' @! S+ ~9 i2 y. L2.输出部分： (1)假定C2的选择的100uF是正确的，我们想得到更小的纹波，可以将100uF的电容改成两颗47uF的电容(基于相同类型的电容);如果100uF电容采用的是铝电解，可以在原来的基础上加一颗10uF的磁片电容或钽电容。 (2)在输出端再加一颗电容和一颗电容对原来的电源做一个LC滤波，会得到一个纹波更小的电源。 & n. t' z* H& y' x6 G7 l
总之，DC-DC转换器为整个系统中的各个电路供电。只有掌握DC/DC转换器电路设计的技巧，把所有要考虑的因素考虑全面，才能提高系统的整体性能，达到各个电路的性能效果的体现。 |
- r9 }$ F6 u5 Q6 B6 Y0 I' [9 K
* @6 b. q3 D- |$ A7 c% ]: r- D
|
|
/1 
发表于 2019-5-15 09:36
收藏
淘帖
支持！
反对！