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【午夜免费福利小电影電子·高工技術π】DC/DC轉換器電路設計六大技巧

2018-12-13 23:17:24 228


      DC-DC轉換器(qì)為整個係統中的各(gè)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(quán)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(què)理解DC/DC轉換器

  DC/DC轉換器(qì)為(wéi)轉(zhuǎn)變輸入電壓後有效(xiào)輸出固定電壓的電壓(yā)轉換器(qì)。DC/DC轉換器分為三類:升壓型DC/DC轉換器、降壓型DC/DC轉換(huàn)器(qì)以及升降壓型(xíng)DC/DC轉換器。


   根(gēn)據(jù)需求可采用三類控製。


      PWM控(kòng)製型效率高並(bìng)具有良好的輸出電壓紋波和噪聲(shēng)。PFM控製型即使長時間使用,尤其小負載時具有耗電小(xiǎo)的優點。PWM/PFM轉換型小負載時實行PFM控製,且在重負載時自動轉換到PWM控製。


    二、DC/DC轉換器(qì)電路設計原理

 DC-DC就是直流-直流變換,一般有升壓(BOOST)、降(jiàng)壓(BUCK型)兩種(zhǒng)。


     降壓式DC/DC變(biàn)換器的輸出電流較大,多為數百毫安至幾安,因此適用於輸出電流較大的場合。降壓式DC/DC變換器基本工作原理電路如下圖所示。


      VT1為開關管,當VT1導通時(shí),輸入電壓Vi通 過電感L1向負載RL供電,與此同時也向電容C2充電。在這個過程中,電容(róng)C2及電感L1中儲存能量。


      當VT1截止時,由儲存在(zài)電感L1中的能量繼續向(xiàng) RL供電,當輸出電壓要下降時(shí),電容(róng)C2中的能量也(yě)向RL放電,維持輸出電壓不變。二極管VD1為續流二極管,以便構成電路回路。


         輸出的電壓Vo經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(zhì)電路,由控製(zhì)電路來控製開關管的導通及截止時間,使輸(shū)出電壓保持不變。


   三、DC-DC電路設計要考慮(lǜ)以下條件:


1.外部輸入電(diàn)源電壓的範圍,輸出電流的大小。

  

2. DC-DC輸出的電壓(yā),電(diàn)流,係統的功率最大(dà)值。

  

四、選擇PWM IC要考(kǎo)慮(lǜ)的要點有:

  

1. PWM IC的最大輸入電壓。

  

2.PWM開關(guān)的頻率,這一點的選擇關係到係統的效率。對儲能電感,電容的(de)大小的選擇也有一定影響。

  

3.MOS管的所(suǒ)能夠(gòu)承受的最大額定電(diàn)流及其額定功(gōng)率,如果(guǒ)DC-DC IC內部自帶MOS,隻需(xū)要考慮IC輸出的額(é)定電流。

  

4. MOS的開(kāi)關電壓Vgs大小及最大承受電壓。

  

五、電(diàn)感(gǎn)、二極(jí)管、電容的選擇

  

1. 電感量:大小選擇(zé)主要由開關頻率決定,大小會影響電源紋(wén)波;額定電流(liú),電感的(de)內(nèi)阻(zǔ)選擇(zé)由係統功耗決定。

  

2. 二極管(guǎn):通常都(dōu)用肖(xiāo)特基二極管(guǎn)。選擇時要考濾反向電壓,前向(xiàng)電流,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(kāi)關的頻(pín)率,係統紋波的(de)要(yào)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(rán)和電感也有關)。

  

六、如何(hé)得到(dào)一個電源紋波相(xiàng)對較小(xiǎo)、對係統(tǒng)其(qí)他電路幹擾相對較小,而且相對穩定(dìng)可靠的DC-DC電路,需要對以上電路的原理做如下修(xiū)改(gǎi):

  

1.輸入部分:電源(yuán)輸入端需要加電感(gǎn)電容濾波。目的:由於(yú)MOS管的開關及電感在瞬間的變化會(huì)造成輸入(rù)電源的波(bō)動,尤(yóu)其是在係統耗電波動(dòng)較大時,影響更為明顯。

  

2.輸出部分:

  

(1)假定C2的選(xuǎn)擇(zé)的100uF是正確的,我們想得到更小的紋波,可以將100uF的電容改成兩(liǎng)顆47uF的電容(róng)(基於相同類(lèi)型的電容);如果100uF電容采用的是鋁電解,可(kě)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(wéi)整個(gè)係統中的(de)各個(gè)電路(lù)供電。隻有掌握DC/DC轉換器電路設計的技巧,把所(suǒ)有要考慮的因素考慮全麵,才能提高係(xì)統的整體性能,達到各個電路的性能效果的體現。


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