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DC/DC转换器的工作原理和实际应用

作者:立深鑫        发布时间:12-11        点击:
摘要 : 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。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。
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。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。

DC/DC转换器

DC-DC转换器的工作原理

什么是DC(Direct Current)呢?它表示的是直流电源,诸如干电池或车载电池之类。家庭用的100V电源是交流电源(AC)。若通过一个转换器能将一个直流电压(3.0V)转换成其他的直流电压(1.5V或5.0V),我们称这个转换器为DC-DC转换器,或称之为开关电源或开关调整器。

A: DC-DC转换器一般由控制芯片,电感线圈,二极管,三极管,电容器构成。在讨论DC-DC转换器的性能时,如果单针对控制芯片,是不能判断其优劣的。其外围电路的元器件特性,和基板的布线方式等,能改变电源电路的性能,因此,应进行综合判断。

B: 调制方式

1: PFM(脉冲频率调制方式)

开关脉冲宽度一定,通过改变脉冲输出的时间,使输出电压达到稳定。

2: PWM(脉冲宽度调制)

开关脉冲的频率一定,通过改变脉冲输出宽度,使输出电压达到稳定。

C: 通常情况下,采用PFM和PWM这两种不同调制方式的DC-DC转换器的性能不同点如下。

PWM的频率,PFM的占空比的选择方法。

PFM调制方式

占空比较大的情况(如:Duty=75%)占空比较小的情况(如:Duty=58%)

(1)小负载时,效率较低。 (1)小负载时,效率较高。

(2)可输出较大的电流。 (2)输出的电流较小。

因此,选用75%的占空比,可得到较大的输出电流。若在负载不是很大的情况下,选用58%的占空比,效率会较高.

用MOSFET替换BJT晶体管作为外围电路的开关部件对效率的影响。

效率会相应提高。因为BJT管需要对其基极提供驱动电流,这增加了电路的电流消耗,而MOSFET是电压驱动,无需对其栅极提供电流,也就不会增加电路的电流消耗。

但是,实际应用时请考虑MOSFET是否对周边元器件产生影响。

DC-DC转换器(开关调整器)的尖峰噪音。

DC-DC转换器(开关调整器)通过开关动作进行升压或降压,特别是晶体管或场效应管处于快速开关时,会产生尖峰噪音,以及电磁干扰。