【轉】DC/DC轉換器

什麼是DC/DC 轉換器?
什麼是DC(Direct Current)呢?它表示的是直流電源,諸如乾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),我們稱這個轉換器爲DC/DC轉換器,或稱之爲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,和基板的佈線方式等,能改變電源電路的性能,因此,應進行綜合判斷。

B: 調製方式
1: PFM(脈衝頻率調製方式)
開關脈衝寬度一定,通過改變脈衝輸出的時間,使輸出電壓達到穩定。
2: PWM(脈衝寬度調製)
開關脈衝的頻率一定,通過改變脈衝輸出寬度,使輸出電壓達到穩定。

 

 C: 通常情況下,採用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的佔空比的選擇方法。
* PWM調製方式
在選用較高頻率的情況下(如:500KHz)

(1)小負載時,效率很低。

(2)輸出電壓的紋波較小。

在選用較低頻率的情況下(如:100KHz)
(1)小負載時,效率較高。
(2)輸出電壓的紋波較大。
因此,在小負載或待機時間較長的情況下,選用100KHz的頻率,轉換電路的效率較高,但若考慮輸出電壓的紋波問題,
若選用500KHz的頻率,紋波電壓會較小。
參考數據 電感線圈相同,頻率不同時紋波電壓的比較。

 

* PFM調製方式
佔空比較大的情況(如:Duty=75%)
(1)小負載時,效率較低。
(2)可輸出較大的電流。

佔空比較小的情況(如:Duty=58%)

(1)小負載時,效率較高。

(2)輸出的電流較小。
因此,選用75%的佔空比,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%的佔空比,效率會較高。
參考數據 電感線圈相同,佔空比不同時輸出電壓和效率的比較。

 

* 用MOSFET替換BJT晶體管作爲外圍電路的開關部件對效率的影響。
效率會相應提高。因爲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)的尖峯噪音。
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於快速開關時,會產生尖峯
噪音,以及電磁干擾。

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