DC/DC转换器回路设计
2022-11-17 11:26:33
晨欣小编
2022-11-17 11:25:52
本资料为DC/DC转换器电路的设计提供一些提示,尽量用具体事例说明在各种制约条件下,怎样才能设计出最接近要求规格的DC/DC转换器电路。
DC/DC转换器电路的各种特性(效率、纹波、负载瞬态响应等)可根据外设元件的变更而变更,一般最佳外设元件因使用条件(输入输出规格)不同而不同,例如,当您问“怎样才能提高效率?”,回答“视使用条件而不同”或者“那要看具体情况啦”,感觉好像被巧妙地塘塞过去了,估计您也遇到过这样的情况吧。那么,为什么会出现这样的回答呢?其理由就是因为电源电路大多使用市售的商品作为电路的一部分,所以必须既要考虑大小、成本等的制约又要考虑电气要求规格来设计。
通常产品目录中的标准电路选定的元件大多是在标准使用条件下能发挥一般特性的元件,因而,并不一定能说在各种使用条件下都是最佳的元件选定。所以在各个设计中,必须根据各自的要求规格(效率、成本、贴装空间等)从标准电路进行设计变更。但要能设计出符合要求规格的电路,需要足够的知识和经验。
本资料就用具体的数值为不具备这些知识和经验的人说明哪些元件如何改变就能达到要求的动作,这样不需要进行复杂的电路计算就能快捷地使DC/DC转换器电路正常工作。至于正常工作后对设计的检验,可以自己以后细细地计算,也可以一开始就请具有丰富知识和经验的人进行检验。
DC/DC转换器的种类和特点
DC/DC转换器电路根据其电路方式主要有以下一些:
非绝缘型
基本(单线圈)型
电容耦合型双线圈SEPIC,Zeta,…
电荷泵(开关电容/无线圈)型
绝缘型
变压器耦合型正向
变压器耦合型回扫
DC/DC转换器的基本工作原理
我们拿最基本的基本型来说明一下DC/DC转换器电路的升压和降压的工作原理。其它使用线圈的电路方式在升压电路和降压电路的组合或应用电路都可见到。
图3、图4说明了升压电路的工作。图3所示是FET为ON时的电流路径,虚线虽是微小的漏电流,但会使轻负载的效率变差。在FET为ON的时间里在L积蓄电流能。图4是FET为OFF时的电流路径,FET即便OFF,L也在工作要保持OFF前的电流值,线圈的左端被强制性固定于VIN,进行升压工作提供足以给VOUT接上电压的电源功率。
由此,FET的ON时间长L里积蓄的电流能越大,越能获得电源功率。但是,FET的ON时间太长的话,给输出侧供电的时间就极为短暂,FET为ON时的损失也就增大,变换效率变差。因而通常限制占空比的最大值以便不超过适宜的ON/OFF时间比(占空比)。