[资料分享] DC-DC转换器电路设计

　什么是DC-DC转换器？其实就是通过DC-DC转换器转变为输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。一般DC-DC转换器分为升压型DC-DC转换器、降压型DC-DC转换器以及升降压型DC-DC转换器三类。根据不同的需求可分为三类控制方式。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用，尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM-PFM转换型小负载时实行PFM控制，且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。

　　什么是DC呢？

　　它表示的是直流电源，诸如干电池或车载电池之类。家庭用的220V电源是交流电源(AC)。若通过一个转换器能将一个直流电压(3.0V)转换成其他的直流电压(1.5V或5.0V)，我们称这个转换器为DC-DC转换器，或称之为开关电源或开关调整器。

　　A：DC-DC转换器一般由控制芯片，电感线圈，二极管，三极管，电容器构成。在讨论DC-DC转换器的性能时，如果单针对控制芯片，是不能判断其优劣的。其外围电路的元器件特性，和基板的布线方式等，能改变电源电路的性能，因此，应进行综合判断。

　　B：调制方式

　　1、PFM(脉冲频率调制方式)

　　开关脉冲宽度一定，通过改变脉冲输出的频率，使输出电压达到稳定。

　　2、PWM(脉冲宽度调制方式)

　　开关脉冲的频率一定，通过改变脉冲输出宽度，使输出电压达到稳定。

　　C：通常情况下，采用PFM和PWM这两种不同调制方式的DC-DC转换器的性能不同点如下。

　　PWM的频率，PFM的占空比的选择方法。

　　DC-DC转换器电路设计原理

　　DC-DC就是直流-直流变换，一般有升压(BOOST)、降压(BUCK型)两种。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变换器基本工作原理电路如下图所示。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，与此同时也向电容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。二极管VD1为续流二极管，以便构成电路回路。输出的电压Vo经R1和R2组成的分压器分压，把输出电压的信号反馈至控制电路，由控制电路来控制开关管的导通及截止时间，使输出电压保持不变。

　　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。

　　选择PWM IC要考虑的要点有：

　　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。对储能电感，电容的大小的选择也有一定影响。

　　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。

　　电感、二极管、电容的选择

　　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)。