什么是DC-DC电源

DC-DC转换器也称为DC-DC电源转换器或电压调节器，DC-DC包括升压、降压、升/降压和反相结构。在现实中，DC-DC有很多的应用。为增进大家对DC-DC的认识，本文将对DC-DC电源以及DC-DC电源设计经验予以介绍。如果你对DC-DC具有兴趣，不妨和小编一起来继续往下阅读哦。

一、DC-DC电源

一般含有DC-DC电源的电子系统可以划分成三部分:电源、电压调节器(DC-DC转换器)和负载。实际的电源部分可以是电池组或一个稳压或未稳压的直流电源,分析时可等效为理想的电压源Vs和电源内阻Rs两部分。其中Rs包括电源输出阻抗、串联滤波器电阻、导线电阻及接触电阻等,这些电阻是耗能元件,会严重影响电源效率。电压调节器由控制IC和相关的外围元件组成,控制IC的部分特性参数在制造商提供的数据手册中可以查到。电压调节器的转换效率(Ed)定义为DC-DC转换器向负载部分提供的功率与其输入功率之比。

根据制造商的描述,DC-DC的转换效率Ed是输入电压Vi、输出电压Vo和负载电流Io的函数。但在正常情况下,转换效率Ed对负载电流Io的变化不敏感,当负载电流Io的变化量超出两个数量级时,效率的变化不会超出几个百分点,因此在非极端情况下DC-DC转换器的转换效率通常可以近似为常数。但是在极端情况下转换效率将会严重损失,这一点可以从DC-DC转换器的输入特性看出。在这里暂且把DC-DC转换器看成一个二端口的黑匣子。

负载部分和电源部分类似,也可等效为有效负载Rl和与其连接的耗能元件Rp。负载部分的效率(Ei)定义为有效负载实际吸取功率与转换器提供的输出功率之比:

整个系统的效率应为Es、Ed、El三部分效率的乘积。由于这三部分是相互影响的,所以系统优化设计的关键就在于正确分析三者之间的相互作用,合理配置它们之间的相关参数以使整个系统的效率最高。

二、DC-DC电源设计经验

1、处理好反馈环，反馈线不要走肖特基下面，不要走电感下面，不要走大电容下面，不要被大电流环路包围，必要时可在取样电阻并个100pF的电容增加稳定性(但瞬态会受到一点影响);

2、反馈线宁可细不要粗，因为线越宽，天线效应越明显，影响环路的稳定性。一般用6-12mils的线;

3、所有电容尽可能靠近IC;

4、电感按规格书指标的120-130%的容量选取，不可过大，过大会影响效率和瞬态;

5、电容按规格书的150%的容量选取。如果是用贴片陶瓷电容，如果用22uF，用两个10uF并联会更好。若对于成本不敏感，电容可用更大些。特别提示：输出电容，若是用铝电解电容，千万记得要用高频低阻的，不可随便放个低频滤波电容!

6、尽可能缩小大电流环路的包围面积。如果不方便缩小，用敷铜的方式变成一条窄缝。

7、不要在关键回路上使用热阻焊盘，它们会引入多余的电感特性。

8、当使用地线层的时候，要尽力保持输入切换回路下面的地层的完整性。任何对这一区域地线层的切割都会降低地线层的有效性，即使是通过地线层的信号导通孔也会增加其阻抗。

9、导通孔可以被用于连接退藕电容和IC的地到地线层上，这可使回路最短化。但需要牢记的是导通孔的电感量大约在0.1~0.5nH之间，这会根据导通孔厚度和长度的不同而不同，它们可增加总的回路电感量。对于低阻抗的连接来说，使用多个导通孔是应该的。

10、需要注意的是将地线层作为电流回流的路径会将大量噪声引入地线层，为此可将局部地线层独立出来，再通过一个噪声很低的点接入主地当中。

11、当地线层很靠近辐射回路的时候，其对回路的屏蔽效果会得到有效的加强。因此，在设计局多层PCB的时候，可将完整的地线层放在第二层，使其直接位于承载了大电流的顶层的下面。

12、非屏蔽电感会生成大量的漏磁，它们会进入其他回路和滤波元件之中。在噪声敏感的应用中应当使用半屏蔽或全屏蔽的电感，还要让敏感电路和回路远离电感。