"关于DCDC转换器电路设计的技巧"
DC/DC转换器作为一种常用的电压转换器,它将输入电压转换为固定输出电压,广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。根据需求可采用三类控制:PWM控制型、PFM控制型和PWM/PFM转换型。
DC/DC转换器电路设计原理
DC/DC转换器可以分为升压型、降压型和升降压型三种。降压式DC/DC变换器的输出电流较大,多为数百毫安至几安,因此适用于输出电流较大的场合。降压式DC/DC变换器的基本工作原理是:VT1为开关管,当VT1导通时,输入电压Vi通过电感L1向负载RL供电,同时也向电容C2充电。在这个过程中,电容C2 及电感L1 中储存能量。当VT1截止时,由储存在电感L1中的能量继续向RL供电,当输出电压要下降时,电容C2中的能量也向RL放电,维持输出电压不变。
DC-DC电路设计要考虑以下条件:
1. 外部输入电源电压的范围,输出电流的大小。
2. DC-DC输出的电压,电流,系统的功率最大值。
在选择PWM IC时要考虑以下要点:
1. PWM IC 的最大输入电压。
2. PWM开关的频率,这一点的选择关系到系统的效率。
3. MOS 管的所能够承受的最大额定电流及其额定功率,如果DC-DC IC内部自带MOS,只需要考虑IC输出的额定电流。
4. MOS 的开关电压Vgs大小及最大承受电压。
在选择电感、二极管、电容时要考虑以下要点:
1. 电感量:大小选择主要由开关频率决定,大小会影响电源纹波;额定电流,电感的内阻选择由系统功耗决定。
2. 二极管:通常都用肖特基二极管。选择时要考滤反向电压,前向电流,一般情况反向电压为输入电源电压的二倍,前向电流为输出电流的两倍。
3. 电容:电容的选择基于开关的频率,系统纹波的要求及输出电压的要求。容量和电容内部的等效电阻决定纹波大小(当然和电感也有关)。
要得到一个电源纹波相对较小、对系统其他电路干扰相对较小,而且相对稳定可靠的DC-DC电路,需要对以上电路的原理做如下修改:
1. 输入部分:电源输入端需要加电感电容滤波。目的:由于MOS管的开关及电感在瞬间的变化会造成输入电源的波动,尤其是在系统耗电波动较大时,影响更为明显。
2. 输出部分:(1)假定C2的选择的100uF是正确的,我们想得到更小的纹波,可以将100uF的电容改成两颗47uF的电容(基于相同类型的电容);如果100uF电容采用的是铝电解,可以在原来的基础上加一颗10uF的磁片电容或钽电容。(2)在输出端再加一颗电容和一颗电感对原来的电源做一个LC滤波,会得到一个纹波更小的电源。
DC/DC转换器为整个系统中的各个电路供电。只有掌握DC/DC转换器电路设计的技巧,把所有要考虑的因素考虑全面,才能提高系统的整体性能,达到各个电路的性能效果的体现。