DC/DC轉換器的工作原理和實際應用
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摘要 : 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: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控制。PWM控制型效率高并具有良好的輸出電壓紋波和噪聲。
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: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控制型即使長時間使用,尤其小負載時具有耗電小的優點。PWM/PFM轉換型小負載時實行PFM控制,且在重負載時自動轉換到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品中。在電路類型分類上屬于斬波電路。

DC-DC轉換器的工作原理
什么是DC(Direct Current)呢?它表示的是直流電源,諸如干電池或車載電池之類。家庭用的100V電源是交流電源(AC)。若通過一個轉換器能將一個直流電壓(3.0V)轉換成其他的直流電壓(1.5V或5.0V),我們稱這個轉換器為DC-DC轉換器,或稱之為開關電源或開關調整器。
A: DC-DC轉換器一般由控制芯片,電感線圈,二極管,三極管,電容器構成。在討論DC-DC轉換器的性能時,如果單針對控制芯片,是不能判斷其優劣的。其外圍電路的元器件特性,和基板的布線方式等,能改變電源電路的性能,因此,應進行綜合判斷。
B: 調制方式
1: PFM(脈沖頻率調制方式)
開關脈沖寬度一定,通過改變脈沖輸出的時間,使輸出電壓達到穩定。
2: PWM(脈沖寬度調制)
開關脈沖的頻率一定,通過改變脈沖輸出寬度,使輸出電壓達到穩定。
C: 通常情況下,采用PFM和PWM這兩種不同調制方式的DC-DC轉換器的性能不同點如下。
PWM的頻率,PFM的占空比的選擇方法。
PFM調制方式
占空比較大的情況(如:Duty=75%)占空比較小的情況(如:Duty=58%)
(1)小負載時,效率較低。 (1)小負載時,效率較高。
(2)可輸出較大的電流。 (2)輸出的電流較小。
因此,選用75%的占空比,可得到較大的輸出電流。若在負載不是很大的情況下,選用58%的占空比,效率會較高.
用MOSFET替換BJT晶體管作為外圍電路的開關部件對效率的影響。
效率會相應提高。因為BJT管需要對其基極提供驅動電流,這增加了電路的電流消耗,而MOSFET是電壓驅動,無需對其柵極提供電流,也就不會增加電路的電流消耗。
但是,實際應用時請考慮MOSFET是否對周邊元器件產生影響。
DC-DC轉換器(開關調整器)的尖峰噪音。
DC-DC轉換器(開關調整器)通過開關動作進行升壓或降壓,特別是晶體管或場效應管處于快速開關時,會產生尖峰噪音,以及電磁干擾。