DC-DC转换器知识讲解
来源：网络 发布时间：05-11 点击：
摘要 : DC－DC转换器模块广泛用于消费类电子产品，但它们如何工作以及在选择转换器产品时最重要的标准是什么？本文我们将介绍DC－DC转换器，以帮助理解在创建小巧而可靠的高能效设计时所面临的一些技术挑战。
DC－DC转换器模块广泛用于消费类电子产品，但它们如何工作以及在选择转换器产品时最重要的标准是什么？本文我们将介绍DC－DC转换器，以帮助理解在创建小巧而可靠的高能效设计时所面临的一些技术挑战。
DC－DC转换器按应用分为不同类别：隔离式和非隔离式，升压和降压型或兼而有之的升降压型。市场也可提供具备特定功率水平和功能的模块，其中许多已成为一般“商用”部件。
非隔离式DC－DC转换器
最简单的非隔离式DC－DC转换器是一系列串联电阻器，但由于电压降会随着负载电流而变化，因此实际电路使用晶体管来降低电压，由反馈电路控制以保持该电压恒定。这是一种“线性”稳压器，通常采用三引脚TO－220封装供货。但问题是其中的电压只能降低而不能升高，并且器件本身也消耗大量功率，大小为输入和输出电压的差值乘以负载电流。解决上述问题的方案是“开关模式”稳压器，其晶体管完全开启或关闭，在两种情况下都消耗很少的功率，流经电感器和电容器后将电压脉冲传递到输出，之后脉冲被“平滑”回到DC，通过改变脉冲宽度来控制输出电压。开关模式稳压器与线性电路相比其效率有显著提升，开关模式稳压器的一个很好特性是也可以配置为升高电压，成为“升压”转换器。当它只用于降低电压时，就是一个“降压”转换器。
隔离式DC－DC转换器
由于各种不同的原因，可能都需要隔离。通常可以方便地将输入和输出接地分开，以便使电流路径分离，而不会相互作用。一个常见的应用是为RS485接口供电电路，用于驱动器的隔离电源轨能够阻止在主机接地和连接设备之间的电流流动。
具有“浮动”输出还能使负载接地点连接到任意一个DC－DC输出终端，例如，通过将正输出连接到地，可以将浮动12V配置为－12V。同样，12V可以“叠加（stacked）”在另一个电压上，比如输入12V，以提供24伏的总电压，这可能对小型电机驱动很有用。
通过变压器的功率耦合也可以提供一定程度的抗EMI性能，特别是针对本地接地线上产生的共模噪声。
进行隔离的一个重要原因通常是安全需要。您可能认为，如果一个DC－DC转换器有较低的输入和输出电压，安全不是问题。然而，DC－DC中的隔离层通常被用作更广泛隔离系统的一部分，以实现整体安全额定值。一个极端的例子是医疗市场的“病人连接”应用（图6），在这种应用中，DC－DC转换器必须针对最高系统电压（可能为230VAC）具备完全的医疗级额定隔离。其中的原因是，与患者相连的其他设备可能因为这种施加的危险电压而失效。DC－DC可以使危险的电流通过“未指定的连接路径”流回原设备，因此它必须具有高等级的隔离。
