DC/DC轉換器電路設計技巧解析
DC/DC轉換器為轉變輸入電壓后有效輸出固定電壓的電壓轉換器。DC/DC轉換器分為三類(lèi):升壓型DC/DC轉換器、降壓型DC/DC轉換器以及升降壓型DC/DC轉換器。根據需求可采用三類(lèi)控制。PWM控制型效率高并具有良好的輸出電壓紋波和噪聲。PFM控制型即使長(cháng)時(shí)間使用,尤其小負載時(shí)具有耗電小的優(yōu)點(diǎn)。PWM/PFM轉換型小負載時(shí)實(shí)行PFM控制,且在重負載時(shí)自動(dòng)轉換到PWM控制。目前DC-DC轉換器廣泛應用于手機、MP3、數碼相機、便攜式媒體播放器等產(chǎn)品中。在電路類(lèi)型分類(lèi)上屬于斬波電路。
DC/DC轉換器電路設計原理
DC-DC就是直流-直流變換,一般有升壓(BOOST)、降壓(BUCK型)兩種。降壓式DC/DC變換器的輸出電流較大,多為數百毫安至幾安,因此適用于輸出電流較大的場(chǎng)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(kāi)關(guān)管,當VT1導通時(shí),輸入電壓Vi通過(guò)電感L1向負載RL供電,與此同時(shí)也向電容C2充電。在這個(gè)過(guò)程中,電容C2及電感L1中儲存能量。當VT1截止時(shí),由儲存在電感L1中的能量繼續向RL供電,當輸出電壓要下降時(shí),電容C2中的能量也向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(jīng)R1和R2組成的分壓器分壓,把輸出電壓的信號反饋至控制電路,由控制電路來(lái)控制開(kāi)關(guān)管的導通及截止時(shí)間,使輸出電壓保持不變。
DC-DC電路設計要考慮以下條件:
1.外部輸入電源電壓的范圍,輸出電流的大小。
2.DC-DC輸出的電壓,電流,系統的功率最大值。
選擇PWM IC要考慮的要點(diǎn)有:
1.PWM IC的最大輸入電壓。
2.PWM開(kāi)關(guān)的頻率,這一點(diǎn)的選擇關(guān)系到系統的效率。對儲能電感,電容的大小的選擇也有一定影響。
3.MOS管的所能夠承受的最大額定電流及其額定功率,如果DC-DC IC內部自帶MOS,只需要考慮IC輸出的額定電流。
4.MOS的開(kāi)關(guān)電壓Vgs大小及最大承受電壓。
電感、二極管、電容的選擇
1.電感量:大小選擇主要由開(kāi)關(guān)頻率決定,大小會(huì )影響電源紋波;額定電流,電感的內阻選擇由系統功耗決定。
2.二極管:通都用肖特基二極管。選擇時(shí)要考濾反向電壓,前向電流,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:電容的選擇基于開(kāi)關(guān)的頻率,系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(當然和電感也有關(guān))。 |