本資料為dc/dc轉(zhuǎn)換器電路的設(shè)計(jì)提供一些提示,盡量用具體事例說(shuō)明在各種制約條件下,怎樣才能設(shè)計(jì)出最接近要求規(guī)格的dc/dc轉(zhuǎn)換器電路。
dc/dc轉(zhuǎn)換器電路的各種特性(效率、紋波、負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)等)可根據(jù)外設(shè)元件的變更而變更,一般最佳外設(shè)元件因使用條件(輸入輸出規(guī)格)不同而不同,例如,當(dāng)您問(wèn)“怎樣才能提高效率?”,回答“視使用條件而不同”或者“那要看具體情況啦”,感覺(jué)好像被巧妙地塘塞過(guò)去了,估計(jì)您也遇到過(guò)這樣的情況吧。那么,為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的回答呢?其理由就是因?yàn)殡娫措娐反蠖嗍褂檬惺鄣纳唐纷鳛殡娐返囊徊糠郑员仨毤纫紤]大小、成本等的制約又要考慮電氣要求規(guī)格來(lái)設(shè)計(jì)。
通常產(chǎn)品目錄中的標(biāo)準(zhǔn)電路選定的元件大多是在標(biāo)準(zhǔn)使用條件下能發(fā)揮一般特性的元件,因而,并不一定能說(shuō)在各種使用條件下都是最佳的元件選定。所以在各個(gè)設(shè)計(jì)中,必須根據(jù)各自的要求規(guī)格(效率、成本、貼裝空間等)從標(biāo)準(zhǔn)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。但要能設(shè)計(jì)出符合要求規(guī)格的電路,需要足夠的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。
本資料就用具體的數(shù)值為不具備這些知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的人說(shuō)明哪些元件如何改變就能達(dá)到要求的動(dòng)作,這樣不需要進(jìn)行復(fù)雜的電路計(jì)算就能快捷地使dc/dc轉(zhuǎn)換器電路正常工作。至于正常工作后對(duì)設(shè)計(jì)的檢驗(yàn),可以自己以后細(xì)細(xì)地計(jì)算,也可以一開(kāi)始就請(qǐng)具有豐富知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行檢驗(yàn)。
dc/dc轉(zhuǎn)換器的種類和特點(diǎn)
dc/dc轉(zhuǎn)換器電路根據(jù)其電路方式主要有以下一些:
非絕緣型
基本(單線圈)型
電容耦合型雙線圈sepic,zeta,…
電荷泵(開(kāi)關(guān)電容/無(wú)線圈)型
絕緣型
變壓器耦合型正向
變壓器耦合型回掃
dc/dc轉(zhuǎn)換器的基本工作原理
我們拿最基本的基本型來(lái)說(shuō)明一下dc/dc轉(zhuǎn)換器電路的升壓和降壓的工作原理。其它使用線圈的電路方式在升壓電路和降壓電路的組合或應(yīng)用電路都可見(jiàn)到。
圖3、圖4說(shuō)明了升壓電路的工作。圖3所示是fet為on時(shí)的電流路徑,虛線雖是微小的漏電流,但會(huì)使輕負(fù)載的效率變差。在fet為on的時(shí)間里在l積蓄電流能。圖4是fet為off時(shí)的電流路徑,fet即便off,l也在工作要保持off前的電流值,線圈的左端被強(qiáng)制性固定于vin,進(jìn)行升壓工作提供足以給vout接上電壓的電源功率。
由此,fet的on時(shí)間長(zhǎng)l里積蓄的電流能越大,越能獲得電源功率。但是,fet的on時(shí)間太長(zhǎng)的話,給輸出側(cè)供電的時(shí)間就極為短暫,fet為on時(shí)的損失也就增大,變換效率變差。因而通常限制占空比的最大值以便不超過(guò)適宜的on/off時(shí)間比(占空比)。