DC/DC 转换器研究指南-连载1
发布时间：2022.11.22
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DC/DC 转换器研究指南
1、序言
本资料为 DC/DC 转换器电路的设计提供一些提示，尽量用具体事例说明在各种制约条件下，怎样 才能设计出最接近要求规格的 DC/DC 转换器电路。
DC/DC 转换器电路的各种特性（效率、纹波、负载瞬态响应等）可根据外设元件的变更而变更，一 般最佳外设元件因使用条件（输入输出规格）不同而不同，例如，当您问“怎样才能提高效率？”， 回答“视使用条件而不同”或者“那要看具体情况啦”，感觉好像被巧妙地塘塞过去了，估计您也遇 到过这样的情况吧。那么，为什么会出现这样的回答呢？其理由就是因为电源电路大多使用市售的 商品作为电路的一部分，所以必须既要考虑大小、成本等的制约又要考虑电气要求规格来设计。通 常产品目录中的标准电路选定的元件大多是在标准使用条件下能发挥一般特性的元件，因而，并不 一定能说在各种使用条件下都是最佳的元件选定。所以在各个设计中，必须根据各自的要求规格（效 率、成本、贴装空间等）从标准电路进行设计变更。但要能设计出符合要求规格的电路，需要足够 的知识和经验。本资料就用具体的数值为不具备这些知识和经验的人说明哪些元件如何改变就能达 到要求的动作，这样不需要进行复杂的电路计算就能快捷地使 DC/DC 转换器电路正常工作。至于正 常工作后对设计的检验，可以自己以后细细地计算，也可以一开始就请具有丰富知识和经验的人进 行检验。
2 、DC/DC 转换器的种类和特点
DC/DC转换器电路根据其电路方式主要有以下一些：
(1) 非绝缘型—— 基本（单线圈）型
——电容耦合型双线圈 ——SEPIC, Zeta,…
——电荷泵（开关电容／无线圈）型
(2) 绝缘型 ——变压器耦合型——正向
——回扫
表１所示为各方式的特长。
基本型系指通过将电路工作限定为只升压或者只降压来最低限度地减少元件数目，输入侧和输出 侧没有电气绝缘的类型。图 1 所示为升压电路，图 2 所示为降压电路，这些电路具有小型、便宜、 纹波小等优点，随着设备的小型化对它们的需要在增加。
SEPIC、Zeta 分别是在基本型的升压电路、降压电路的 VIN－VOUT 间插入电容器，并增加了一个 线圈。而且，都可通过使用升压 DC/DC 转换器控制 IC、降压 DC/DC 转换器控制 IC 构成升降压 DC/DC 转换器。但有些 DC/DC 转换器控制 IC 没有设计成用于这些电路方式，故在选用时需要注意。这些电 容耦合双线圈型具有 VIN-VOUT 间能够绝缘的优点，但因增加线圈和电容器，效率会变低，尤其是降 压时效率也大幅降低，是通常的 70%～80%左右。
电荷泵型因为不需要线圈，所以其优点在于贴装面积、贴装高度都小，然而因其对多种输出电压 和大电流不易制作效率好的电路，所以也有用途被限制在白 LED 驱动用和 LCD 用电源等的一面。
绝缘型的也被称为一次电源（主电源），主要被广泛用于从商用电源（AC100V～240V）变压为 DC 电源的 AC/DC 转换器、因去除噪声等理由输入侧和输出侧需要绝缘等时。因为它们使用变压器将输 入侧和输出侧分离，故可以通过改变变压器的匝数比和二极管极性来构成升压／降压／反转等控制， 从而，能从一个电源电路获得多个电源。尤其是使用回扫变压器的因能由较少的元件构成，有时也 被用作二次电源（局部电源）电路。但是，由于回扫变压器需要用于防止内核磁饱和的空隙，所以 外形尺寸较大。而正向变压器虽然易于获得大功率电源，但在一次侧需要用于防止内核磁化的复原 电路，因而元件数目增加。变换器控制 IC 也需要输入侧和输出侧的 GND 分离的。
以上内容来自特瑞仕半导体株式会社 ！连载中...
1、序言
本资料为 DC/DC 转换器电路的设计提供一些提示，尽量用具体事例说明在各种制约条件下，怎样 才能设计出最接近要求规格的 DC/DC 转换器电路。
DC/DC 转换器电路的各种特性（效率、纹波、负载瞬态响应等）可根据外设元件的变更而变更，一 般最佳外设元件因使用条件（输入输出规格）不同而不同，例如，当您问“怎样才能提高效率？”， 回答“视使用条件而不同”或者“那要看具体情况啦”，感觉好像被巧妙地塘塞过去了，估计您也遇 到过这样的情况吧。那么，为什么会出现这样的回答呢？其理由就是因为电源电路大多使用市售的 商品作为电路的一部分，所以必须既要考虑大小、成本等的制约又要考虑电气要求规格来设计。通 常产品目录中的标准电路选定的元件大多是在标准使用条件下能发挥一般特性的元件，因而，并不 一定能说在各种使用条件下都是最佳的元件选定。所以在各个设计中，必须根据各自的要求规格（效 率、成本、贴装空间等）从标准电路进行设计变更。但要能设计出符合要求规格的电路，需要足够 的知识和经验。本资料就用具体的数值为不具备这些知识和经验的人说明哪些元件如何改变就能达 到要求的动作，这样不需要进行复杂的电路计算就能快捷地使 DC/DC 转换器电路正常工作。至于正 常工作后对设计的检验，可以自己以后细细地计算，也可以一开始就请具有丰富知识和经验的人进 行检验。
2 、DC/DC 转换器的种类和特点
DC/DC转换器电路根据其电路方式主要有以下一些：
(1) 非绝缘型—— 基本（单线圈）型
——电容耦合型双线圈 ——SEPIC, Zeta,…
——电荷泵（开关电容／无线圈）型
(2) 绝缘型 ——变压器耦合型——正向
——回扫
表１所示为各方式的特长。
基本型系指通过将电路工作限定为只升压或者只降压来最低限度地减少元件数目，输入侧和输出 侧没有电气绝缘的类型。图 1 所示为升压电路，图 2 所示为降压电路，这些电路具有小型、便宜、 纹波小等优点，随着设备的小型化对它们的需要在增加。
SEPIC、Zeta 分别是在基本型的升压电路、降压电路的 VIN－VOUT 间插入电容器，并增加了一个 线圈。而且，都可通过使用升压 DC/DC 转换器控制 IC、降压 DC/DC 转换器控制 IC 构成升降压 DC/DC 转换器。但有些 DC/DC 转换器控制 IC 没有设计成用于这些电路方式，故在选用时需要注意。这些电 容耦合双线圈型具有 VIN-VOUT 间能够绝缘的优点，但因增加线圈和电容器，效率会变低，尤其是降 压时效率也大幅降低，是通常的 70%～80%左右。
电荷泵型因为不需要线圈，所以其优点在于贴装面积、贴装高度都小，然而因其对多种输出电压 和大电流不易制作效率好的电路，所以也有用途被限制在白 LED 驱动用和 LCD 用电源等的一面。
绝缘型的也被称为一次电源（主电源），主要被广泛用于从商用电源（AC100V～240V）变压为 DC 电源的 AC/DC 转换器、因去除噪声等理由输入侧和输出侧需要绝缘等时。因为它们使用变压器将输 入侧和输出侧分离，故可以通过改变变压器的匝数比和二极管极性来构成升压／降压／反转等控制， 从而，能从一个电源电路获得多个电源。尤其是使用回扫变压器的因能由较少的元件构成，有时也 被用作二次电源（局部电源）电路。但是，由于回扫变压器需要用于防止内核磁饱和的空隙，所以 外形尺寸较大。而正向变压器虽然易于获得大功率电源，但在一次侧需要用于防止内核磁化的复原 电路，因而元件数目增加。变换器控制 IC 也需要输入侧和输出侧的 GND 分离的。
以上内容来自特瑞仕半导体株式会社 ！连载中...
