DC-DC轉(zhuǎn)換器也稱(chēng)為DC-DC電源轉(zhuǎn)換器或電壓調(diào)節(jié)器，DC-DC包括升壓、降壓、升/降壓和反相結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)實(shí)中，DC-DC有很多的應(yīng)用。為增進(jìn)大家對(duì)DC-DC的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)DC-DC電源以及DC-DC電源設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)予以介紹。如果你對(duì)DC-DC具有興趣，不妨和小編一起來(lái)繼續(xù)往下閱讀哦。

一、DC-DC電源

一般含有DC-DC電源的電子系統(tǒng)可以劃分成三部分:電源、電壓調(diào)節(jié)器(DC-DC轉(zhuǎn)換器)和負(fù)載。實(shí)際的電源部分可以是電池組或一個(gè)穩(wěn)壓或未穩(wěn)壓的直流電源,分析時(shí)可等效為理想的電壓源Vs和電源內(nèi)阻Rs兩部分。其中Rs包括電源輸出阻抗、串聯(lián)濾波器電阻、導(dǎo)線(xiàn)電阻及接觸電阻等,這些電阻是耗能元件,會(huì)嚴(yán)重影響電源效率。電壓調(diào)節(jié)器由控制IC和相關(guān)的外圍元件組成,控制IC的部分特性參數(shù)在制造商提供的數(shù)據(jù)手冊(cè)中可以查到。電壓調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)換效率(Ed)定義為DC-DC轉(zhuǎn)換器向負(fù)載部分提供的功率與其輸入功率之比。

根據(jù)制造商的描述,DC-DC的轉(zhuǎn)換效率Ed是輸入電壓Vi、輸出電壓Vo和負(fù)載電流Io的函數(shù)。但在正常情況下,轉(zhuǎn)換效率Ed對(duì)負(fù)載電流Io的變化不敏感,當(dāng)負(fù)載電流Io的變化量超出兩個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí),效率的變化不會(huì)超出幾個(gè)百分點(diǎn),因此在非極端情況下DC-DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率通?？梢越茷槌?shù)。但是在極端情況下轉(zhuǎn)換效率將會(huì)嚴(yán)重?fù)p失,這一點(diǎn)可以從DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入特性看出。在這里暫且把DC-DC轉(zhuǎn)換器看成一個(gè)二端口的黑匣子。

負(fù)載部分和電源部分類(lèi)似,也可等效為有效負(fù)載Rl和與其連接的耗能元件Rp。負(fù)載部分的效率(Ei)定義為有效負(fù)載實(shí)際吸取功率與轉(zhuǎn)換器提供的輸出功率之比:

整個(gè)系統(tǒng)的效率應(yīng)為Es、Ed、El三部分效率的乘積。由于這三部分是相互影響的,所以系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就在于正確分析三者之間的相互作用,合理配置它們之間的相關(guān)參數(shù)以使整個(gè)系統(tǒng)的效率最高。

二、DC-DC電源設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

1、處理好反饋環(huán)，反饋線(xiàn)不要走肖特基下面，不要走電感下面，不要走大電容下面，不要被大電流環(huán)路包圍，必要時(shí)可在取樣電阻并個(gè)100pF的電容增加穩(wěn)定性(但瞬態(tài)會(huì)受到一點(diǎn)影響);

2、反饋線(xiàn)寧可細(xì)不要粗，因?yàn)榫€(xiàn)越寬，天線(xiàn)效應(yīng)越明顯，影響環(huán)路的穩(wěn)定性。一般用6-12mils的線(xiàn);

3、所有電容盡可能靠近IC;

4、電感按規(guī)格書(shū)指標(biāo)的120-130%的容量選取，不可過(guò)大，過(guò)大會(huì)影響效率和瞬態(tài);

5、電容按規(guī)格書(shū)的150%的容量選取。如果是用貼片陶瓷電容，如果用22uF，用兩個(gè)10uF并聯(lián)會(huì)更好。若對(duì)于成本不敏感，電容可用更大些。特別提示：輸出電容，若是用鋁電解電容，千萬(wàn)記得要用高頻低阻的，不可隨便放個(gè)低頻濾波電容!

6、盡可能縮小大電流環(huán)路的包圍面積。如果不方便縮小，用敷銅的方式變成一條窄縫。

7、不要在關(guān)鍵回路上使用熱阻焊盤(pán)，它們會(huì)引入多余的電感特性。

8、當(dāng)使用地線(xiàn)層的時(shí)候，要盡力保持輸入切換回路下面的地層的完整性。任何對(duì)這一區(qū)域地線(xiàn)層的切割都會(huì)降低地線(xiàn)層的有效性，即使是通過(guò)地線(xiàn)層的信號(hào)導(dǎo)通孔也會(huì)增加其阻抗。

9、導(dǎo)通孔可以被用于連接退藕電容和IC的地到地線(xiàn)層上，這可使回路最短化。但需要牢記的是導(dǎo)通孔的電感量大約在0.1~0.5nH之間，這會(huì)根據(jù)導(dǎo)通孔厚度和長(zhǎng)度的不同而不同，它們可增加總的回路電感量。對(duì)于低阻抗的連接來(lái)說(shuō)，使用多個(gè)導(dǎo)通孔是應(yīng)該的。

10、需要注意的是將地線(xiàn)層作為電流回流的路徑會(huì)將大量噪聲引入地線(xiàn)層，為此可將局部地線(xiàn)層獨(dú)立出來(lái)，再通過(guò)一個(gè)噪聲很低的點(diǎn)接入主地當(dāng)中。

11、當(dāng)?shù)鼐€(xiàn)層很靠近輻射回路的時(shí)候，其對(duì)回路的屏蔽效果會(huì)得到有效的加強(qiáng)。因此，在設(shè)計(jì)局多層PCB的時(shí)候，可將完整的地線(xiàn)層放在第二層，使其直接位于承載了大電流的頂層的下面。

12、非屏蔽電感會(huì)生成大量的漏磁，它們會(huì)進(jìn)入其他回路和濾波元件之中。在噪聲敏感的應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)使用半屏蔽或全屏蔽的電感，還要讓敏感電路和回路遠(yuǎn)離電感。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)DC-DC的內(nèi)容，希望大家對(duì)本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類(lèi)別的文章，可以在網(wǎng)頁(yè)頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。