是一种将直流电压或者电流电平转换为另一种直流电压或电流电平的电子电途。大大批景况下,摆设只行使一个电源。
即使差别的子电途需求差别的电压才力平常处事,才需求将输入电压转换为较低或者较高的电平,这个时辰就可能通过DC-DC转换器来完工了。
DC-DC转换器除了转换电压,可能用来宁静电压,不会让电压低浸或者上升太众。比方:汽车DC-DC转换器用处之一便是调治汽车换取发电机中的电压动摇。
线性转换器通过阻性负载低落输出电压,正在这里输入和输出相连一个晶体管。输入电压被晶体管两头的电压低落,从而导致输出电压低浸。
线性DC-DC转换器是最轻易的转换器类型,这里的电压通过安顿正在输入和输出之间的晶体管来低落。
线性DC-DC转换器的电途轻易和省钱,不过也有很众瑕疵。只可用于低落电压,另外,作用会跟着输入和输出电压之差的扩展而低浸。
另一方面,未行使的功率会以热量的款式耗散,即使输入和输出电压分歧很大,很容易就会过热。
线性DC-DC用于需求高质地输出电压和低输出电压纹波的低功率摆设和节点或者用于对电磁骚扰敏锐的摆设。
开合转换器行使开合元件、通过电脉冲为存储电容充电,然后,电压通过电容实行滑润解决并传输至负载,输出电压电平由开合元件的占空比界说。
开合DC-DC转换器由电源开合、导体线圈、二极管和存储电容构成。元器件的数目及陈列体例都市影响到转换器的处事。
输入电压以脉冲款式施加,不过电容对其实行了滑润解决。与线性转换器比拟,开合转换器的作用要高,可能抵达85-90%。
由于作用对比高,也不会爆发太众的热量,可用于低落和扩展输出电压,会爆发更众的电磁噪声并需求更众的组件,也会更贵。
子电途需求5V,而输入电压为12V.最大电流抵达2A。正在这种景况下,行使线性转换器是不太实质的,由于一半以上的能量会以热量的款式耗散(全功率高达14W)。
装配冷却散热器也不是一个好的拔取,由于外壳太小(10x10x1 厘米)。相反,行使TPS54335转换器。
当子电途所需的输入电压和输出电压之间的分歧太大时,开合转换器可能避免爆发过众的热量。
非间隔式DC-DC策画的特征是输入和输出电途致之间直接相连(也便是具有简单电途),与间隔模子比拟,可能用于低功率摆设。比方:通讯、策动机、汽车及其他行业。
间隔式转换器,输入和输出彼此分袂,平常行使的式变压器,可能阻遏2个电途之间的直流滚动。
平常来说低级和次级是分裂,广大用于高压DC-DC转换器。另外,这个策画可能许可你断开接地环途,可能维护敏锐电途免受噪声影响。
比方下面这个例子,由于摆设处事正在湿润的处境中,以是必需行使间隔式转换器。正在这里,行使了LM25017 fly-buck 稳压器。
存正在电击危机的体系行使LM25017 fly-buck 稳压器是理思的拔取。
正在轻易的降压转换器中,开合元件(K)火速掀开和合上电源。输出电压看起来像一系列方波。当开合掀开时,线圈(L)和电容(C)会积累能量。
电容将这些波滑润成直流电压。当电压抵达所需秤谌时,开合元件合上,二极管(D)导通。自感电动势使电流留过二极管,线圈中蕴蓄堆积的能量为负载充电。
降压转换器用于很众范围,包罗电池充电器、众媒体播放器、逛戏机、看管器和电视机。
升压DC-DC可能爆发高于输入电压的电压。正在典范的升压转换器中,感到线圈吸取险些一齐电流,而闭合的二极管不让电流对电容和负载充电。
因为电流较高,与降压道理图比拟,线圈可能聚积更众的磁场能量,当电压低浸到某一点时,电源键合上,同时二极管导通。
输入电压扩展了存储正在线圈中的能量,云云的话,升压DC-DC转换器的输出电压高于输入电压。
如上图,升压DC-DC转换器与降压型转换器沟通的组件,开合元件、导体线圈、二极管和电容,但陈列体例差别。
buck-bosst DC-DC 转换器可能扩展和删除输入电压以爆发更高或者更低的输出电平。当需求解决宽输入电压规模时,平常就会用到。
buck-bosst DC-DC 转换器平常用于锂离子电池供电的摆设中。平常转换器将电压低落到所需秤谌。不过跟着电池电压跟着年华低浸会滥觞升高。
反相DC-DC转换器的厉重成效是反转输出电压的极性。输出电平可能高于或者低于输入电平。当摆设需求双电源(比方运算放大器)
输入电压由行使的电源界说,差别的电源供给差别的输入电压。正在策画的时辰,一定要确保DC-DC转换器可能承担这些电压。
DC-DC转换器可能爆发固定或者可调的输出电压,可能从最小值到最大值,平常来说,型号的拔取由负载所需的电压规模决意。
比方:DC-DC转换器的作用分歧很大,这个参数是至合首要的。比方:即使摆设由电池供电,则作用界说了摆设正在一定要调换电池之前可能处事众长年华。
但正在有些景况下,作用并没有那么首要。然后转换历程中耗费的能量以热量的款式消逝。
因为特地的能量会转换为热量,以是过热会成为一个急急的题目,这个时辰就必需行使特地的热维护。
DC-DC转换器有许众种封装类型,即使需求将其装配到PCB中,可能拔取众种装配体例,不过也要研商尺寸的题目。
电磁兼容性是行使DC-DC转换器或者面对的最分明的题目,因为作用对比高,开合类DC-DC转换器尽头受迎接,会爆发电磁噪声。以是,这类摆设必需实行电磁兼容性测试,云云确保不会对其他摆设形成电磁骚扰。
平常来说这些题目可能通过符合的PCB层堆叠、特地的电容和滤波电容来处理。比方必需避免正在敏锐元件和子电途邻近装配转换器(特别是导体线圈)。
鄙人面这个示企图中,你可能看到一个铁氧体磁珠(L2),以及四个陶瓷电容(C5-8)和一个电化学电容(C4)。这些元件都装配正在那里维护模仿子电途免受EM骚扰。
陶瓷电容压抑来自转换器的高频噪声,电化学电容滑润来自差别源泉的低频动摇,这种组合大大升高了电源的质地。
正在很众摆设中,输入和输出电压之间的分歧可能抵达数百伏,云云的话原来会尽头危殆,以是一定要行使高压DC-DC转换器的摆设。
输入和输出电途之间的成效绝缘仅正在平常处事时才需求,不过即使输入到输出绝缘产生击穿或者挫折,就无法供给足够的电击维护。这个维护级别必需起码知足准则的一组哀求:
AC-DC 电源行使基础绝缘或附加绝缘,而 DC-DC 转换器的次级电途相连到维护接地。
AC-DC 电源具有基础或附加绝缘,而 DC-DC 转换器的低级电途相连到维护接地。
该绝缘品级供给基础的电击维护。摆设必需知足一齐三组(a、b 和 c)哀求。即使 AC-DC 电源正在 AC 输入和 DC 输出之间具有成效绝缘,而 DC-DC 转换器的次级电途相连到维护接地,则需求此级别。
除了知足基础的绝缘哀求外,该品级还扩展了一层维护,比方针对 71V 以上的峰值电压将绝缘穿透隔断扩展 0.4 毫米。即使 AC-DC 电源正在换取输入和直流输出之间行使基础绝缘,则需求此级其它维护。
它是一种简单绝缘体系,可能供给与双重绝缘沟通的防护品级。它可能包罗众个维护层,即使 AC-DC 电源正在换取输入和直流输出之间没有绝缘或成效绝,就需求巩固绝缘。
大大批热量式由变压器爆发的,以是隔热体系遵照其创修资料正在其高温下的彼此效力遵循准则实行评级。正在大大批DC-DC转换器中,可能发明正在主PCB内构修的平面变压器,许众工程师都不感触这个是个平和隐患,除非温度赶上PCB的最大额定值。
过热题目可能通通过众种手腕组合来处理。比方:鄙人图中,你可能看到4个爆发豪爽热量的电源转换器。使器具有较低静态漏源导通电阻的MOSFET晶体管,意味着更少的能量转换为热量。
另外,还创制了宽的平行走线而且增加了许众过孔,可能让热量从PCB的两侧发放出去。