什么是DC-DC电源?DC-DC电源有哪些设计经验?

时间：2023-06-04 16:44:30

关键字： DC-DC 电源指数

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[导读]为增进大家对DC-DC的认识，本文将对DC-DC电源以及DC-DC电源设计经验予以介绍。

DC-DC转换器也称为DC-DC电源转换器或电压调节器，DC-DC包括升压、降压、升/降压和反相结构。在现实中，DC-DC有很多的应用。为增进大家对DC-DC的认识，本文将对DC-DC电源以及DC-DC电源设计经验予以介绍。如果你对DC-DC具有兴趣，不妨和小编一起来继续往下阅读哦。

一、DC-DC电源

一般含有DC-DC电源的电子系统可以划分成三部分:电源、电压调节器(DC-DC转换器)和负载。实际的电源部分可以是电池组或一个稳压或未稳压的直流电源,分析时可等效为理想的电压源Vs和电源内阻Rs两部分。其中Rs包括电源输出阻抗、串联滤波器电阻、导线电阻及接触电阻等,这些电阻是耗能元件,会严重影响电源效率。电压调节器由控制IC和相关的外围元件组成,控制IC的部分特性参数在制造商提供的数据手册中可以查到。电压调节器的转换效率(Ed)定义为DC-DC转换器向负载部分提供的功率与其输入功率之比。

根据制造商的描述,DC-DC的转换效率Ed是输入电压Vi、输出电压Vo和负载电流Io的函数。但在正常情况下,转换效率Ed对负载电流Io的变化不敏感,当负载电流Io的变化量超出两个数量级时,效率的变化不会超出几个百分点,因此在非极端情况下DC-DC转换器的转换效率通常可以近似为常数。但是在极端情况下转换效率将会严重损失,这一点可以从DC-DC转换器的输入特性看出。在这里暂且把DC-DC转换器看成一个二端口的黑匣子。

负载部分和电源部分类似,也可等效为有效负载Rl和与其连接的耗能元件Rp。负载部分的效率(Ei)定义为有效负载实际吸取功率与转换器提供的输出功率之比:

整个系统的效率应为Es、Ed、El三部分效率的乘积。由于这三部分是相互影响的,所以系统优化设计的关键就在于正确分析三者之间的相互作用,合理配置它们之间的相关参数以使整个系统的效率最高。

二、DC-DC电源设计经验

1、处理好反馈环，反馈线不要走肖特基下面，不要走电感下面，不要走大电容下面，不要被大电流环路包围，必要时可在取样电阻并个100pF的电容增加稳定性(但瞬态会受到一点影响);

2、反馈线宁可细不要粗，因为线越宽，天线效应越明显，影响环路的稳定性。一般用6-12mils的线;

3、所有电容尽可能靠近IC;

4、电感按规格书指标的120-130%的容量选取，不可过大，过大会影响效率和瞬态;

5、电容按规格书的150%的容量选取。如果是用贴片陶瓷电容，如果用22uF，用两个10uF并联会更好。若对于成本不敏感，电容可用更大些。特别提示：输出电容，若是用铝电解电容，千万记得要用高频低阻的，不可随便放个低频滤波电容!

6、尽可能缩小大电流环路的包围面积。如果不方便缩小，用敷铜的方式变成一条窄缝。

7、不要在关键回路上使用热阻焊盘，它们会引入多余的电感特性。

8、当使用地线层的时候，要尽力保持输入切换回路下面的地层的完整性。任何对这一区域地线层的切割都会降低地线层的有效性，即使是通过地线层的信号导通孔也会增加其阻抗。

9、导通孔可以被用于连接退藕电容和IC的地到地线层上，这可使回路最短化。但需要牢记的是导通孔的电感量大约在0.1~0.5nH之间，这会根据导通孔厚度和长度的不同而不同，它们可增加总的回路电感量。对于低阻抗的连接来说，使用多个导通孔是应该的。