硬件设计电源系列文章-DCDC转换器基础知识

文章目录

• • 概要
  • 整体架构流程
  • 技术名词解释
  • 技术细节
  • 小结

概要

提示：这里可以添加技术概要

本文主要接着上篇，上篇文章主要讲述了LDO的相关基础知识，本节开始分享DCDC基础知识

整体架构流程

提示：这里可以添加技术整体架构

以下是典型了DCDC降压型架构。

技术名词解释

提示：这里可以添加技术名词解释

例如：

DCDC：

表示的是将某一电压等级的直流电源变换其他电压等级直流电源的装置。DC/DC按电压等级变换关系分升压电源和降压电源两类，按输入输出关系分隔离电源和无隔离电源两类。例如车载直流电源上接的DC/DC变换器是把高压的直流电变换为低压的直流电。

技术细节

提示：这里可以添加技术细节

开关稳压器的种类：

DC/DC转换器：隔离（异步整流型，同步整流型）与非隔离（反激式、正激式、推挽式、半桥式/全桥式）

AC/DC转换器：隔离与非隔离。

反馈工作方式：

升压，降压，升降压。

降压原理：

当S1为ON，S2为OFF，则Vin加载到L1； 当S1为OFF，S2为ON，则L1连接到GND； 将Vin(DC)转换为脉冲； 通过C1将脉冲平均化，转换为DC 

输出电压与设定电压进行比较； 输出低于基准低压，开关ON; 输出电感积蓄磁能； 一旦输出电压高于设定电压，开关OFF； 电感积蓄的磁能转化为电能，输出给负载供电； 当电感磁能消失，输出电压下降，开关再度ON，循环往复。 

 

异步整流与同步整流的原理：

异步整流型：

当S1为ON时，电流不经过D1； 当S1为OFF时，电流流过D1； 效率比同步差； 电路比较简单

同步整流：

 当S1为ON时，S2为OFF； 当S1为OFF时，S2为ON； 电流路径与异步相同，但S的ON和OFF由控制电路实现； 效率更高； 电路比异步复杂

同步损耗大：

 降压比高时，D1的导通时间长； Vo低时，损耗比例会因D1的VF而变大

轻负载时的工作情况

轻负载时，二极管电流有时为0； 异步整流二极管只能一个方向流动，成为不连续工作，产生振铃 同步可以逆流，维持稳定工作，效率降低

改善同步整流时轻负载的效率

(从PWM模式切换到PFM模式) 

PWM是频率恒定，通过占空比来调整 轻负载时频率恒定，开关损耗导致效率劣化 频率恒定，易于过滤噪声

PWM是使ON(或OFF)时间恒定，来调整OFF(ON)的时间 降低频率后工作，开关损耗减小 频率不稳定，滤波更困难

反馈控制方式

电压模式控制:纯电压反馈环路； ON时间可缩短； 抗噪声性能好； 相位补偿电路复杂

电流模式控制:是对电压控制模式的改良； 以检测电感电流的方式取代三角波； 反馈环路稳定性高； 简化相位补偿电路； 负载瞬态响应速度比电压模式快； 注意电流检测反馈环路的噪声；

迟滞（纹波）控制:以比较器监控直接输出； 负载瞬态响应速度非常快； 反馈环路稳定性高； 无需相位补偿； 开关频率会变动； 抖动较大； 纹波检测需要ESR较大的电容.

小结

提示：这里可以添加总结

例如：

本文作为电源设计系列文章，主要讲述了DCDC转换器基础知识，后续文章将进入具体设计阶段。