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DC-DC电源基础知识 目录 1、DC-DC电源分类及工作原理 2、DC-DC电源典型电路分析 3、PWM控制原理 4、关键器件选择 5、DC-DC电源PCB布局 DC-DC电源是一类直流转换为直流的电源。 应用： 数字电路、电子通信设备、卫星导航、遥感遥测、地面雷 达、消防、设备和医疗器械教学设备等诸多领域。 优点： 功耗小、效率高、体积小、重量轻、可靠性高、自身抗干 扰性强、输出电压范围宽、模块化。 DC-DC电源分类及工作原理 DC-DC电源分类及工作原理 3.3V-1.5V 12V-3.3V 3.3V-1.1V DC-DC电源可分为三大类： ? Buck converter(降压型) ? Boost converter(升压型) ? Buck-boost converter(降压升压型) DC-DC电源分类及工作原理 1.1 Buck converter（降压型） Vo=Vin*D D1，VoVin DC-DC电源分类及工作原理 降压变换器原理图 LC输出滤波 续流二极管 (1)开关连接 当开关处于连接状态时，电感电流为： 电感两端的电压为（Vi-Vo），此时电感由电压（Vi-Vo）励磁，电感增加的磁通为：（Vi-Vo）*Ton。 此期间，电感存储能量，同时电路对电容充电和给负载供电。 DC-DC电源分类及工作原理 （2）开关断开 当开关处于断开状态时，电感电流为 当开关处于断开期间，由于输出电流的连续，二极管VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：（Vo）*Toff。 存储在电感和电容里的能量释放出来给负载，通过续流二极管形成回路。 DC-DC电源分类及工作原理 DC-DC电源分类及工作原理 当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，（Vi-Vo）*Ton=（Vo）*Toff， 由于占空比D1，所以ViVo，实现降压功能。 1.2 Boost converter（升压型) DC-DC电源分类及工作原理 升压变换器原理图 Vo=Vin/(1-D) D1，VoVin 升压电感 滤波电容 （1）开关连接 当开关处于连接状态时，通过电感的电流为： 当开关闭合时，输入电压加在电感上，此时电感由电压（Vi）励磁，电感增加的磁通为：（Vi）*Ton。 DC-DC电源分类及工作原理 （2）开关断开 当开关处于断开状态时，通过电感的电流为： 当开关断开时，由于输出电流的连续，二极管VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：（Vo- Vi）*Toff。 当开关处于断开期间，存储在电感的能量释放到输出端，同时电源端的电压也加到输出端，即为Vo=Vi+VL DC-DC电源分类及工作原理 DC-DC电源分类及工作原理 当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，（Vi）*Ton=（Vo- Vi）*Toff， 由于占空比D1，所以ViVo，实现升压功能。 1.3 Buck-boost converter（降压升压型） Vo=Vin*D/(1-D) VoVin,当D0.5 VoVin,当D0.5 DC-DC电源分类及工作原理 升降压变换器原理图 （1）开关连接 当开关处于连接状态时，通过电感的电流为： 更换当开关闭合时，此时电感由电压（Vi）励磁，电感增加的磁通为：（Vi）*Ton。 当开关处于连接期间，电源输出的能量存储在电感当中，同时已充电的电容给负载供电，负载电压极性与电源电压相反。 DC-DC电源分类及工作原理 （2）开关断开 当开关处于断开状态时，通过电感的电流为： 当开关断开时，电感削磁，电感减少的磁通为：（Vo）*Toff。 当开关处于断开期间，存储在电感中的能量释放出来，传送给负载和电容，此时负载电压极性与电源极性相反。 DC-DC电源分类及工作原理 DC-DC电源分类及工作原理 当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，增加的磁通等于减少的磁通， （Vi）*Ton=（Vo）*Toff，根据Ton比Toff值不同，可能Vi Vo，也可能ViVo。 典型电路分析 非MOS开关管集成的RT8105 TI公司TPS54627 TI公司TPS54329 SY8032E 设计时常用的电源芯片 G9661 典型电路分析 以电源芯