我们常常打仗AC/DC和DC/DC。AC/DC便是将互换电转换为直流电,比如说手机充电器,是将AC220V转换为DC5V;DC/DC便是将直流转换为直流,比如说将DC24V转换为DC3.3V。
对付输出和输入压差不大的情形,可以利用LDO的方案来办理,比如将DC12V转化为DC5V,就可以利用LDO芯片,LDO的优点便是:1)外围电路大略,2)文波随意马虎掌握。对付压差较大的情形,可以利用DC/DC芯片的方案。本文紧张讲DC/DC方案。
DC/DC电源类型分为2种,一种是隔离性,一种是非隔离型。隔离型DC/DC 的输出的GND和输入的GND是无关系的,也叫做悬浮电源。常见的DC/DC芯片大都是非隔离型的。首先我们来说下非隔离的DC/DC事理,这类电源又分为boost/buck,即为升压/降压模式。首先剖析下DC/DC降压电路:

Buck 模式DC/DC 构造紧张由输入电容、功率MOS管、PWM模块、肖特基二极管、功率电感、输出电容和输出调节电阻构成。DC/DC开关电源这种构造模式决定了它输出噪声比较大。
接下来我们剖析下事情事理,当功率MOS(往后简称开关),闭合时,电源通过电感给负载供电,并将电能储存在电感L和输出电容中,由于电感L的自感,在开关闭合时,电流增大的比较缓慢,即输出不能急速达到电源的电压值。一定韶光后,开关断开,由于电感L的自感浸染(可以形象的认为电感中的电流具有惯性浸染),将保持电路中的电流不变,即从左到右连续流。电流流过负载,从地返回,留到肖特基二极管的征集,经由二极管返回电感L的左端,从而形成一个回路。通过掌握PWM的占空就可以掌握输出的电压。
在开关闭合器件,电感储存能量,在断开期间开释能量,以是电感L叫做储能电感,二极管在开关断开期间卖力给L供应电流利路,以是二极管叫做续流二极管。当开关闭合时,电压很小,以是发热功率UI就会很小,这便是开关电源高效率的缘故原由。
通过这里事理,我们就知道了为什么在DC/DC设计的时候,输出一定要有大电容,二极管和电感为什么一定要靠近IC。而且DC/DC的后级滤波一定要好,由于内部有开关频率,噪声很大。
接下来讲解下boost型DC/DC电路:
其基本模型如上图,经由我们对buck 电路的事理剖析,对付BOOST 该当很清楚了,同样调度PWM的占空比,可以调节输出,当PWM占空比为50%的时候,输出电压为输入电压的2倍。
基本事理如下:
开关导通时, 输入电压流向电感, 电感电流线性增加,电感储能增加,电源向电感转移电能。
开关断开时, 电感电压即是输入电压减去输出电容的电压, 电感电流减少,电感储能减少, 电感储能向负载转移电能。
通过这样不断的开关实现了DC/DC升压,但是这种构造得到的电流比较小,常日在几百毫安,而且效率不高。
末了我们讲解下隔离性DC/DC,这种DC/DC是无升压/降压的说法,实在内部可以理解为直流变互换,然后再线圈耦合,后通过整流变成直流。基本事理框图如下:
通过框图大家很随意马虎明白的,这里就不多说了,紧张便是调度线圈的匝数,调节输出的。这种电源的特点便是输出电流大。
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