DC/DC转换器的基础
出处:特瑞士半导体株式会社 发布于:2010-01-21 11:17:38
**什么是DC/DC转换器?
DC(Direct Curret)是用来表示?直流电?的。干电池、汽车的蓄电池等都属于直流电。家庭用的100V电压是用AC(AlternatingCurrent)?交流电?来表示的。CONVETER是指?转换器?。也就是说、把DC(3.0V)转换成DC(1.5V)或DC(5.0V)器件称之为?DC/DC转换器?。DC/DC转换器又被称为?开关电源?、?开关调整器?。 A:DC/DC转换器的一般构成要素中包括IC(芯片)、线圈、二极管、晶体管、电容等。*价DC/DC转换器的性能时、不能只以IC的规格判断性能的优劣。外置元件的特性、印制电路板的铜箔图案布局都能致使作为电源电路的安定度和性能有所不同。
应进行综合性判断。
B:控制方式
1:PWM (Pulse Width Modulation)脉冲宽度调制方式使开关脉冲的输出时序(频率)一定,通过改变开关脉冲的宽度达到使电压稳定的方法。
2:PFM (Pulse Frequency Modulation)脉冲频率调制方式使开关脉冲的宽度一定,通过控制脉冲的输出时序(频率可变),使输出电压稳定的方法。

C:一般情况下,根据PWM调制和PFM调制方式的不同,DC/DC转换器的性能具有下表所示的差异。

**PWM的工作频率、PFM的占空比的选择方法。
* PWM调制方式
振荡频率高的状态下(500kHz等) 振荡频率低的状态下(100kHz等)
(1) 小负载时效率低。 (1) 小负载时的效率高。
(2) 输出电压的纹波电压小。 (2) 输出电压的纹波电压大。
小负载时,如使用时间(待机时间)长,工作在(振荡)频率低的100kHz状态下的效率高。而当需要把输出的纹波电压抑制在小范围时,工作在频率高的500kHz的状态下的纹波电压范围小。
参考数据 以下示意图说明了使用同一形状的线圈,在不同工作频率的状态下对纹波电压影响。
关于效率、请参照"Technical Information Paper No.0022 DC/DC转换器IC外置元件的选定方法。XC6367A系列、5V的产品、Vin=3.3V

* PFM调制方式
占空比大的情况下(Duty 75%) 占空比小的情况下(Duty 58%)
(1) 小负载时的效率低。 (1) 小负载时的效率高。
(2) 输出电流能力较强。 (2) 输出电流能力较弱
用于需要消耗大电流的用途时,请选择Duty=75%。
如优先小负载时的效率,请选择Duty=58%。
参考数据 以下示意图中说明了使用同一形状的线圈,与不同的占空比相对应的输出电压和效率。
XC6381A501MR Duty=58% L=100uH
XC6382A501MR Duty=75% L=100uH

* 把外置晶体管从双极性晶体管更换为MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)时的效率变化。
在此认为将提高效率。因为双极性晶体管属于电流驱动元件、必须向其提供基极电流。
所以额外消耗电流。而MOSFET是电压驱动元件
通过施加栅极电压使其工作。因此、没有必要为其提供电流。
(但是、会发生对其他外围元件的影响、请在实际使用的机器上确认之后使用。)
** 关于DC/DC转换器(开关调整器)的尖峰噪声
开关调整器通过控制晶体管的开/关使其升压或降压工作。特别是当晶体管处于
高速开/关时,发生尖峰噪声(开关噪声)及电磁噪声。
请参照“Technical Information Paper No.0006 穿刺噪声的正确测量和改进措施”
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