DC-DC轉換器知識講解
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摘要 : DC－DC轉換器模塊廣泛用于消費類電子產品，但它們如何工作以及在選擇轉換器產品時最重要的標準是什么？本文我們將介紹DC－DC轉換器，以幫助理解在創建小巧而可靠的高能效設計時所面臨的一些技術挑戰。
DC－DC轉換器模塊廣泛用于消費類電子產品，但它們如何工作以及在選擇轉換器產品時最重要的標準是什么？本文我們將介紹DC－DC轉換器，以幫助理解在創建小巧而可靠的高能效設計時所面臨的一些技術挑戰。
DC－DC轉換器按應用分為不同類別：隔離式和非隔離式，升壓和降壓型或兼而有之的升降壓型。市場也可提供具備特定功率水平和功能的模塊，其中許多已成為一般“商用”部件。
非隔離式DC－DC轉換器
最簡單的非隔離式DC－DC轉換器是一系列串聯電阻器，但由于電壓降會隨著負載電流而變化，因此實際電路使用晶體管來降低電壓，由反饋電路控制以保持該電壓恒定。這是一種“線性”穩壓器，通常采用三引腳TO－220封裝供貨。但問題是其中的電壓只能降低而不能升高，并且器件本身也消耗大量功率，大小為輸入和輸出電壓的差值乘以負載電流。解決上述問題的方案是“開關模式”穩壓器，其晶體管完全開啟或關閉，在兩種情況下都消耗很少的功率，流經電感器和電容器后將電壓脈沖傳遞到輸出，之后脈沖被“平滑”回到DC，通過改變脈沖寬度來控制輸出電壓。開關模式穩壓器與線性電路相比其效率有顯著提升，開關模式穩壓器的一個很好特性是也可以配置為升高電壓，成為“升壓”轉換器。當它只用于降低電壓時，就是一個“降壓”轉換器。
隔離式DC－DC轉換器
由于各種不同的原因，可能都需要隔離。通?？梢苑奖愕貙⑤斎牒洼敵鼋拥胤珠_，以便使電流路徑分離，而不會相互作用。一個常見的應用是為RS485接口供電電路，用于驅動器的隔離電源軌能夠阻止在主機接地和連接設備之間的電流流動。
具有“浮動”輸出還能使負載接地點連接到任意一個DC－DC輸出終端，例如，通過將正輸出連接到地，可以將浮動12V配置為－12V。同樣，12V可以“疊加（stacked）”在另一個電壓上，比如輸入12V，以提供24伏的總電壓，這可能對小型電機驅動很有用。
通過變壓器的功率耦合也可以提供一定程度的抗EMI性能，特別是針對本地接地線上產生的共模噪聲。
進行隔離的一個重要原因通常是安全需要。您可能認為，如果一個DC－DC轉換器有較低的輸入和輸出電壓，安全不是問題。然而，DC－DC中的隔離層通常被用作更廣泛隔離系統的一部分，以實現整體安全額定值。一個極端的例子是醫療市場的“病人連接”應用（圖6），在這種應用中，DC－DC轉換器必須針對最高系統電壓（可能為230VAC）具備完全的醫療級額定隔離。其中的原因是，與患者相連的其他設備可能因為這種施加的危險電壓而失效。DC－DC可以使危險的電流通過“未指定的連接路徑”流回原設備，因此它必須具有高等級的隔離。
