在系统中成功运用DC-DC降压升压调节器

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dcdc升降压电路原理

dcdc升降压电路原理

dcdc升降压电路原理DC-DC升降压电路原理DC-DC升降压电路是一种常见的电子电路,用于将直流电压转换为较高或较低的直流电压。

它在电子设备中被广泛应用,如移动电源、电子产品等。

本文将介绍DC-DC升降压电路的原理及其工作过程。

一、DC-DC升降压电路的原理DC-DC升降压电路通过改变输入电压的方式来实现升压或降压的功能。

它主要由开关元件、电感、电容和控制电路等组成。

1. 开关元件:DC-DC升降压电路中常用的开关元件有MOSFET和BJT。

通过控制开关元件的导通和断开,可以实现电流的开关和转换,从而改变电压。

2. 电感:电感是DC-DC升降压电路中的重要元件,它能够储存和释放电能。

当开关元件导通时,电感储存电能;当开关元件断开时,电感释放电能。

通过控制开关元件的导通和断开时间,可以改变电感中储存和释放电能的比例,从而改变输出电压。

3. 电容:电容在DC-DC升降压电路中起到滤波的作用。

它能够平滑输出电压的波动,提供稳定的电源。

4. 控制电路:控制电路通过对开关元件的控制,实现对输出电压的调节。

控制电路通常由反馈电路和比较器组成。

反馈电路用于检测输出电压,并将检测结果与设定值进行比较;比较器根据比较结果控制开关元件的导通和断开。

二、DC-DC升降压电路的工作过程DC-DC升降压电路的工作过程可以分为两个阶段:导通阶段和断开阶段。

1. 导通阶段:在导通阶段,开关元件导通,电感储存电能。

此时,输入电压通过电感转移到电容上,并提供给负载。

电感的储能导致电流增大,输出电压升高。

2. 断开阶段:在断开阶段,开关元件断开,电感释放电能。

此时,电容通过负载提供电能,输出电压降低。

电感的释放导致电流减小,输出电压降低。

通过不断重复导通阶段和断开阶段,DC-DC升降压电路能够实现对输入电压的升压或降压。

三、DC-DC升降压电路的优势相比于线性稳压器,DC-DC升降压电路具有以下优势:1. 效率高:DC-DC升降压电路采用开关控制,能够有效减小功率损耗,提高电路的效率。

一种高效率升降压DC-DC变换器的研究

一种高效率升降压DC-DC变换器的研究

a n d i t i s d i v i d e d i n t o 3 k i n d s o f s t e p — d o wn , b u c k — b o o s t a n d s t e p — u p mo d e . I n t h e p r o c e s s o f c o n t r o l , t h e mo d e s c a n r e a l i z e n o i n t e r v a l b e t we e n s wi t c h e s , e ic f i e n c y o f t h e p r o p o s e d t o p o l o g y i s v e r i ie f d b y a n
第3 6 卷第 6 期 2 0 1 6年 l 2月
辽宁工业大学学报 ( 自然科学版)
J o u r n a l o f L i a o n i n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ( Na t u r a l S c i e n c e E d i t i o n )
、 , o 】 . 3 6 . No . 6 De c . 2 01 6
种 高效率升 降压 D C - D C 变换器 D O I : 1 0 . 1 5 9 1 6 的研  ̄ . i s s n 1 6 7 4 究 — 3 2 6 1 . 2 0 1 6 . 0 6 . 0 5

陈 弯,陈永真 ,赵 子龙
( 辽 宁 工业 大 学 电子 与信 息 1 : 程 学 院,辽 宁 锦 州 1 2 1 0 0 1 )

要:在降压 变换器、升压 变换器和具有升降压功 能变换器的基础上 ,研 究了一种 简单 、高效、宽输 入输

降压-升压转换器的工作原理

降压-升压转换器的工作原理

降压- 升压转换器,也称为升压型DC-DC 转换器,是一种能够在输入电压和输出电压之间实现双向电压变换的电源电路。

它主要由四个部分组成:输入滤波器、开关管、输出滤波器和电感器。

以下是降压- 升压转换器的工作原理:1. 输入滤波器:输入滤波器主要由电容和电感组成,用于过滤输入电压的噪声和纹波,确保输入电压的稳定性。

2. 开关管:开关管(如MOSFET)是降压- 升压转换器的核心部分,负责在输入电压和输出电压之间进行电压调节。

在开关管的控制下,输入电压的一部分能量被传递到输出电压,从而实现电压的升高。

3. 输出滤波器:输出滤波器主要由电容和电感组成,用于平滑输出电压的波形,降低输出电压的纹波和噪声。

4. 电感器:电感器在降压- 升压转换器中起到储能和传递能量的作用。

在开关管导通时,电感器储存输入电压的能量;在开关管断开时,电感器将储存的能量传递给输出电压。

降压- 升压转换器的工作过程如下:1. 开关管导通:当输入电压处于正向时,开关管导通,输入电压的一部分能量通过电感器储存,同时输出电压开始上升。

2. 开关管断开:当输入电压达到目标值时,开关管断开,此时电感器内的电流开始通过输出滤波器的电容放电,使输出电压保持稳定。

3. 输出电压调整:通过控制开关管的导通和断开时间,可以实现输出电压的调整。

当需要降低输出电压时,可以增加开关管的导通时间;当需要提高输出电压时,可以减少开关管的导通时间。

4. 循环过程:降压- 升压转换器在输入电压和输出电压之间不断进行电压变换,以满足不同应用场景的需求。

降压- 升压转换器通过开关管、电感器和输出滤波器的协同作用,实现了在输入电压和输出电压之间的双向电压变换,为各种电子设备提供了稳定的电源。

电路dcdc降压方案

电路dcdc降压方案

电路DC-DC降压方案概述DC-DC降压方案是一种常用的电路设计方案,广泛应用于电子设备中,用于将高电压的直流电源转换为低电压的直流电源。

在电子设备中,低电压直流电源通常用来供应各种电路和组件,如集成电路、传感器、显示屏等。

本文将介绍几种常用的DC-DC降压方案,包括线性稳压器、降压开关电源以及升压式和降-升压式转换器。

线性稳压器线性稳压器是一种简单、成本低廉的DC-DC降压方案。

它通过晶体管调节电压,将输入电压稳定到所需的输出电压。

线性稳压器的主要优点是电路简单、稳定性好、噪声低,但在输入输出电压差比较大时效率较低,且会产生较多的热量。

因此,线性稳压器常被用于输出电压要求较高且纹波要求较低的场合。

降压开关电源降压开关电源是一种高效率的DC-DC降压方案,它通过开关管和电感器实现对输入电压的调节。

降压开关电路通常分为两种类型:离线式和非离线式。

离线式降压开关电路是将交流输入转换为直流输出,非离线式降压开关电路则直接对直流输入进行调节。

离线式降压开关电路常使用变压器来实现高频开关转换,以提高效率。

非离线式降压开关电路则常常使用非反激、负反激或附加套线器等方式来实现开关转换,这些转换方式相比于离线式较为简单,但功率较小。

降压开关电源的优点是效率高、体积小,适合于功耗要求高、输出电流大的应用场合。

但由于其特殊的电路结构,需要合理的电磁屏蔽和线路布局,以避免电磁干扰和噪声。

升压式转换器升压式转换器是一种将低电压升到高电压的DC-DC降压方案。

它通过变压器实现电压转换,并通过开关管实现稳定性的控制。

升压式转换器通常由高频开关、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。

升压式转换器的优点是可以将低电压转换为高电压,适用于输入电压低但要求较高输出电压的场合。

然而,由于电压升高,其效率较低,同时产生的噪声也较多。

降-升压式转换器降-升压式转换器是一种可以将输入电压降低或升高的DC-DC降压方案。

它结合了降压和升压式转换器的特点,可以完成输入电压的双向转换。

利用 DCDC 开关调节器

利用 DCDC 开关调节器

利用DC/DC开关调节器延长DSP系统的电池寿命作者:Sridhar Gurram,Oliver Brennan,Tim Wilkerson引言长期以来,设计师一直面临着使MP3播放器、个人媒体播放器、数码相机和其它便携式消费电子设备满足高性能和低功耗的艰巨挑战。

这些电池供电系统通常使用嵌入式数字信号处理器(DSP),以便在处理多媒体应用时提供最大的处理能力,在睡眠模式时达到最小的功耗。

电池寿命是手持式电池供电产品的首要指标,因此这些产品的成功与否与电源系统的效率直接相关。

DC/DC降压开关调节器是这种系统中的一个关键元件,能从较高电压(如4.5V)高效地得到较低的电压(比如1V)。

作为一个调节器,它必须保持恒定的输出电压,并能快速响应上游供电或负载电流的变化。

本文将讨论能够提供良好稳压、很高效率和快速响应的一种开关调节器架构。

开关调节器剖析图1是使用低占空比、3MHz、同步降压转换器的典型应用电路。

转换器采用固定电压配置连接,从5.5V的输入电压产生稳定的0.8V输出电压,并驱动300mA负载。

后面将提供电阻可编程应用示例。

图1:ADI公司的ADP2102降压转换器用于从5.5V输入产生0.8V输出。

这里对图1电路的工作原理作简要介绍:在误差放大器中将直流输出电压的一部分与内部参考电压进行比较,比较输出结果再与电流检测放大器的输出进行比较,结果用于驱动单触发(one-shot)电路,这个电路的导通时间取决于V OUT/V IN比值。

当单触发电路驱动上面的门控晶体管导通时,电感L1中的电流将急速上升。

当单触发电路的定时器时间用完时,晶体管关断,电感L1中的电流快速下降。

在经过由最小关断定时器和最小(“谷值”)电流决定的时间间隔后,单触发电路将再次被脉冲驱动。

片上的单触发电路定时器采用了输入电压前馈技术来保持稳定状态下的恒定频率。

这种振荡将以不确定地频率——大约在3MHz,但会根据瞬时线路和负载变化作出必要的偏离,从而继续保持输出电压处于编程值,平均电感电流处于输出负载要求的值。

dcdc升降压电路工作原理

dcdc升降压电路工作原理

dcdc升降压电路工作原理嗨,小伙伴!今天咱们来唠唠这个超有趣的DCDC升降压电路的工作原理呀。

你看啊,DCDC升降压电路就像是一个超级灵活的小助手,在电源管理的世界里大显身手呢。

想象一下,我们有各种各样的电源需求,有时候需要把电压升高,有时候又得把电压降低,这时候DCDC升降压电路就闪亮登场啦。

先来说说降压的情况吧。

这就好比是把一大桶水(高电压)分到几个小杯子里(低电压)。

在DCDC降压电路里呢,有一个很关键的元件,就像是一个聪明的小阀门,那就是电感啦。

当电路开始工作的时候,输入的高电压会让电流通过电感。

电感这个小调皮呀,它就像是一个贪吃蛇,看到电流过来就开始储存能量啦,把电能变成磁能存起来。

与此同时呢,还有一个开关元件,就像一个调皮的小开关手,不停地在那里开合开合。

当这个开关断开的时候呀,电感储存的磁能可就不乐意了,它就会把储存的能量释放出来,通过一个二极管(这个二极管就像是一个单向的小通道,只让电流按照规定的方向走哦),然后再经过一些电容之类的元件进行滤波,就把原本的高电压变成了我们想要的低电压啦。

这个过程就像是一个魔法一样,高电压就这么乖乖地变成低电压啦。

那升压又是怎么回事呢?这就像是把几个小杯子里的水(低电压)汇聚到一个大桶里(高电压)。

在升压电路里呢,电感还是那个重要的角色。

当低电压的电流通过电感的时候,电感还是会储存能量。

不过这个时候呀,当那个开关元件断开的时候,电感就会把储存的能量和原来的输入电压叠加在一起,通过二极管再到输出端。

这个叠加的过程就实现了电压的升高呢。

电容在这个过程中也在旁边帮忙,把这个升高后的电压变得更稳定,就像一个小保镖一样,保证输出的电压稳稳当当的。

而且呀,这个DCDC升降压电路还特别聪明呢。

它可以根据我们的需求自动调整自己的工作状态。

比如说,我们的负载设备突然需要更多的电量或者更少的电量,这个电路就能感知到,然后迅速调整电压的升降比例。

这就好比是一个贴心的小管家,时刻关注着家里(设备)的用电情况,随时做出调整。

dc-dc升压电路工作原理

dc-dc升压电路工作原理

dc-dc升压电路工作原理
DC-DC升压电路是一种将直流电压提升到更高电压的电路。

其工作原理基于一个重要的电子器件——升压变换器。

在DC-DC升压电路中,升压变换器通常采用两个关键元件:开关管和电感。

开关管可以是晶体管或MOSFET,它根据控制信号来开关电路。

电感则负责储存能量和平滑电流。

工作原理如下:
1. 开关管关闭:当开关管关闭时,输入电压通过电感和输出负载形成一个回路。

此时电感储存能量,同时输出电压为0。

2. 开关管开启:当开关管开启时,电感中储存的能量开始释放。

由于电感的特性,电流无法突变,而是以一个相对较小的斜率增加。

这导致了电感两端电压的上升。

3. 能量传输:在开关管开启期间,电感储存的能量被输出至输出负载。

输出负载中的电容会平滑输出电压,并保持稳定。

4. 重复过程:开关管周期性地切换,使电感能够储存和释放能量,从而实现稳定的升压效果。

需要注意的是,DC-DC升压电路还可以通过调整开关管的开启和关闭时间来控制输出电压的大小。

此外,电感和电容的数值也会对输出电压进行影响。

总结起来,DC-DC升压电路通过周期性地切换开关管,利用电感储存和释放能量,实现将输入直流电压提升到更高电压的功能。

DCDC升压电路原理与应用

DCDC升压电路原理与应用

精心整理DC-DC升压电路原理与应用目前,在手机应用电路中,通常需要通过升压电路来驱动闪光灯模组的LED或者是显示屏背光的LED,并且通常可以根据不同情况下的需求,调节LED的明暗程度。

一般的LED驱动电路可以分成二种,一种是并联驱动,采用电容型的电荷泵倍压原理,所有的LED负载是并联连接的形式;另一种是串联驱动,采用电感型DC-DC升压转换原理,所有的LED负载是串联连接的形式。

这类应用电路中采用的升压器件有体积小,效率高的优点,而且大多数是采用SOT23-5L或者SOT23-6L的封装,外加少量阻容感器件,占用电路板很小的空间。

在此,结合具体器件的使用情况,介绍这两种升压器件的工作原理和应用。

电容型的电荷泵倍压原理的介绍以AnalogicTech 公司的升压器件AAT3110为例,介绍电容型的电荷泵升压电路的工作原理和应用。

器件AAT3110采用SOT23-6L的封装,输出电压4.5V,适用于常态输出电流不大于100mA,瞬态峰值电流不大于250mA的并联LED 负载,具体应用电路图,如图1所示。

事先叙述一下有关两倍升压模式电荷泵的工作原理。

AAT3110的工作原理框图,如图1、2所示,AAT3110使用一个开关电容电荷泵来升高输入电压,从而得到一个稳定的输出电压。

AAT3110内部通过一个分割电阻网络取样电荷泵输出电压和内部参考电压进行比较,并由此调节输出电压。

当分割电阻网络取样电压低于内部比较器控制的预设点(TripPoint)时,打开双倍电路开关。

电荷泵以两个不重叠的阶段循环开关四个内部开关。

在第一个阶段,开关S1和S4关闭并且S2和S3打开,使快速电容器CFLY充电到一个近似等于输入电压VIN的电压。

在第二个阶段,开关S1和S4打开并且S2和S3关闭。

在第一阶段时,快速电容器CFLY 的负极接地。

在第二个阶段时,快速电容器CFLY的负极则连接到了VIN。

这样使得快速电容器CFLY正极的电压就升高到了2*VIN,并且通过一个开关连接到输出。

用于智能电表的非隔离式ACDC降压转换器

用于智能电表的非隔离式ACDC降压转换器

用于智能电表的非隔离式AC-DC降压转换器用于智能电表的非隔离式AC/DC降压转换器中心议题:基本降压转换器驱动电路工作原理电流限制与软开关诸如智能电表或者功率监控器的离线设备都有一些要求10W以下非隔离DC电源的电子元件。

到目前为止,通过一个AC电源提供低功耗DC电源的唯一实用方法仍然是在整流器后面使用一个效率极低、未经调节的电阻/电容分压器,或者一个难以设计的反向DC/DC转换器。

MOSFET技术的一些进展以及创新的磁滞降压控制器栅极驱动电路带来了一种超低成本DC电源。

图1显示了完整的转换器。

整流器电路使用一个标准、快速开关整流器二极管桥接(D1)和一个LC滤波器(L1和C2),我们将对其余组件进行更加详细的介绍。

图1AC/DC降压转换器电路基本降压转换器TPS64203是一款磁滞降压转换器,专为驱动高端pFET而设计,拥有最小导通和断开开关时间要求。

传统的磁滞转换器有随负载电流变化的开关频率,与其不同的是,最小导通和断开时间在转换器以高输出功耗电平在连续导通模式下运行时,从根本上控制开关频率。

TPS6420x系列中的其他一些转换器可主动避免在声频范围内进行开关操作,从而有效地获得最大导通和断开时间。

TPS6420x系列起初是为电池供电型应用而设计,拥有1.8V~6.5V 的输入电压范围,以及非常低的静态电流(最大为35μA)。

在启动期间,TPS64203被齐纳二极管D2以及高压电阻R2和R3偏置。

5V电压上升以后,肖特基二极管D4允许5V输出驱动控制器。

功率FET Q4必须具有足够高的VDS电压额定值,以使其不会被输入电压损坏,同时还要有足够高的电流额定值以处理IPMOS(RMS)=IOUT(max)×√Dmax。

它的封装还必须能够驱散PCond=(I OUT(max)×√Dmax)2×RDS (on)。

dcdc降压控制器工作原理

dcdc降压控制器工作原理

DC-DC降压控制器是一种电子器件,主要用于将输入的直流电压降低到所
需的输出电压。

它的工作原理主要基于开关电源技术,通过控制开关元件的导通和截止,实现输入电压与输出电压之间的能量转换。

具体工作原理如下:
1. 开关元件:DC-DC降压控制器中的开关元件通常采用MOSFET或IGBT等功率开关器件。

开关元件在控制信号的作用下,周期性地导通和截止,使得输入电压在开关元件和续流二极管之间交替流动。

2. 续流二极管:当开关元件截止时,续流二极管导通,使得电感中的电流继续流动,为负载提供持续稳定的输出电流。

3. 电感和电容:DC-DC降压控制器中包含一个储能电感和一个输出滤波
电容。

储能电感在开关元件导通时充电,将输入电压的能量储存到电感中。

当开关元件截止时,电感开始放电,将储存的能量传递给输出滤波电容,从而实现输入电压到输出电压的转换。

4. 控制电路:DC-DC降压控制器的控制电路负责产生控制信号,控制开关元件的导通和截止。

控制电路通常包括反馈环路、PWM发生器、驱动电路等组成部分。

反馈环路用于检测输出电压,与设定值进行比较,产生误差信号。

PWM发生器根据误差信号生成脉冲宽度调制信号,控制开关元件的导通时间。

驱动电路则负责将PWM信号转换为适合开关元件的驱动电压。

综上所述,DC-DC降压控制器的工作原理是通过控制开关元件的导通和截
止,实现输入电压到输出电压的转换。

在此过程中,储能电感、续流二极管、输出滤波电容等元器件共同协作,完成能量的传递和转换。

DC-DC 降压转换器在“信号与系统”小班研讨课案例分析中的应用

DC-DC 降压转换器在“信号与系统”小班研讨课案例分析中的应用

DC-DC降压转换器在“信号与系统”小班研讨课案例分析中的应用郭勇,罗乐,肖菊兰,胡蓉,粟娟,廖无瑕,黎敏强(成都工业学院电子工程学院,四川成都611730)一、引言“信号与系统”是工科专业重要的专业基础必修课程,不仅是工程学课程的重要组成部分,而且是工科专业学生在本科教育中获得的具有较高实际应用价值的课程之一。

正是本课程在工科高等教育人才培养中的重要地位,针对“信号与系统”课程的各类教育教学改革不断涌现,包括基于翻转课堂的案例教学[1]、基于工程教育专业认证的课程改革[2]和小班讨论课模式的教学改革探索与实践[3-4]等形式。

本论文将TI的降压转换器参数设计运用到“信号与系统”小班研讨课程的案例分析当中,以复频域小信号环路补偿模型为基础,建立了该模型的简化控制-输出增益传递函数,通过对传递函数的理论分析与计算,并通过实际评估开发板上电测试,验证了理论分析的正确性。

二、DC-DC 降压转换器复频域小信号模型理论分析在直流电压转换器设计领域,相比于传统的电压模式控制技术,电流模式控制是电力电子学的研究热点之一,而峰值电流模式(PCM)控制是近年在电压转换器芯片中广泛使用的技术。

简化的小信号PCM分析模型如图1所示,图中仅用i L 电流源代替电感电路,这在电流模式分析建模中是合理的近似,C O 是输出滤波电容的总容值,取值由负载瞬态响应、输出电压纹波和总线电容值共同决定,R ESR 是滤波电容等效串联电阻,R L 是等效负载,R 1和R 2是输出电压反馈取样电阻,R C 、C C 和C Roll 是环路补偿网络的电阻和电容,C ff 是提升交叉频率的补偿电容。

由图1可知PCM降压转换器总的环路增益为:[摘要]DC-DC电压转换芯片在电子系统和产品中得到了广泛应用。

一般,开关电源初学者习惯照搬数据手册上的参数设计电路,而对该电路背后深层次的理论知识知之甚少。

该文将“信号与系统”课程的零极点知识运用到电流模式开光电源的控制理论当中,提出了设计一个小纹波降压转换器的具体思路和方法。

DCDC原理与应用

DCDC原理与应用

DCDC原理与应用直流-直流转换器(DC-DC变换器)是一种将输入直流电压转换为输出直流电压的电力转换设备。

其主要原理是通过控制开关器件(如晶体管、MOSFET等)的通断来改变电路中的电流和电压,从而实现电压的变换。

DC-DC变换器广泛应用于电子设备、通信设备、工业控制等领域。

DC-DC变换器主要有两种基本结构:降压型(Buck)和升压型(Boost)。

降压型变换器将输入电压降低到较低的输出电压,升压型变换器将输入电压升高到较高的输出电压。

除此之外,还有降-升压型(Buck-Boost)变换器,可以实现输入输出电压的降-升变换。

DC-DC变换器的主要优势是高效率、稳定性好、成本低、体积小等。

具体应用包括:1.电力电子设备:DC-DC变换器被广泛应用于电力电子设备中,用于电压变换、电压稳定、功率控制等。

比如,电动车充电桩中需要将市电的交流电转换为电动车充电所需的直流电,这就需要使用DC-DC变换器。

2.通信设备:在通信设备中,DC-DC变换器用于将电池供电的低压转换为通信设备所需要的工作电压。

此外,DC-DC变换器也可以提供电源管理功能,如电池充放电管理、电池保护等。

3.工业控制:工业控制中常常需要将高电压转换为低电压,例如将市电的高电压转换为控制电路所需的低电压。

此外,DC-DC变换器还可以用于电机驱动,将电池供电的低电压转换为电机所需的高电压。

4.太阳能光伏发电:光伏发电系统中的直流电需要经过逆变器转换为交流电,然后才能接入电网。

在逆变器中,也需要使用DC-DC变换器将光伏电池板输出的直流电转换为逆变器所需的工作电压。

5.汽车电子系统:在汽车电子系统中,需要将车载电池的低电压转换为多种工作电压,如12V、5V等,供应给不同的电子设备,如车载音响、导航系统等。

此外,DC-DC变换器还被用于汽车电池管理系统中,对电池进行充电和放电控制。

总之,DC-DC变换器作为一种电力转换设备,具有广泛的应用领域。

在系统中成功运用DCDC降压升压调节器

在系统中成功运用DCDC降压升压调节器

在系统中成功运用DC-DC降压-升压调节器在系统中成功运用DC-DC降压/升压调节器DC-DC开关转换器的作用是将一个直流电压有效转换成另一个。

高效率DC-DC转换器采用三项基本技术:降压、升压,以及降压/升压。

降压转换器用于产生低直流输出电压,升压转换器用于产生高直流输出电压,降压/升压转换器则用于产生小于、大于或等于输入电压的输出电压。

本文将重点介绍如何成功应用降压/升压DC-DC转换器。

图1所示为采用单个单元的锂离子电池供电的典型低功耗系统。

电池的可用输出范围为放电时的约3.0V到充满电时的4.2V。

系统IC需要1.8V、3.3V、和3.6V的电压,以实现最佳工作状态。

锂离子电池开始工作时的电压为4.2V,结束工作时的电压为3.0V,在此过程中,降压/升压调节器可以提供3.3V的恒定电压,而降压调节器或低压差调节器(LDO)则可在电池放电时提供1.8V的电压。

理论上,当电池电压高于3.5V时,可使用降压调节器或LDO产生3.3V电压,但当电池电压降至3.5V以下时,系统就会停止工作。

允许系统过早关闭会减少电池需要重新充电前的系统工作时间。

图1.典型低功耗便携式系统降压/升压调节器内置四个开关、两个电容和一个电感,。

如今的低功耗、高效率降压/升压调节器在降压或升压模式下工作时,只要主动操作其中两个开关,就可以降低损耗,提高效率。

图2.降压/升压转换器拓扑结构当VIN大于VOUT,时,开关C断开,开关D闭合。

开关A 和B的工作方式和在标准降压调节器中一样,。

图3.Buck mode when VIN>VOUT时的降压模式当VIN小于VOUT,时,开关B断开,开关A闭合。

开关C和D的工作方式和在升压调节器中一样,。

最困难的工作模式是当VIN 处在VOUT±10%,范围内时,此时调节器会进入降压/升压模式。

在降压/升压模式下,两种操作(降压和升压)会在一个开关周期内发生。

DCDC升压电路原理与应用

DCDC升压电路原理与应用

DCDC升压电路原理与应用预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制DC-DC升压电路原理与应用目前,在手机应用电路中,通常需要通过升压电路来驱动闪光灯模组得LED或者就是显示屏背光得LED,并且通常可以根据不同情况下得需求,调节LED得明暗程度。

一般得LED驱动电路可以分成二种,一种就是并联驱动,采用电容型得电荷泵倍压原理,所有得LED负载就是并联连接得形式;另一种就是串联驱动,采用电感型DC-DC 升压转换原理,所有得LED负载就是串联连接得形式。

这类应用电路中采用得升压器件有体积小,效率高得优点,而且大多数就是采用SOT23-5L或者SOT23-6L 得封装,外加少量阻容感器件,占用电路板很小得空间。

在此,结合具体器件得使用情况,介绍这两种升压器件得工作原理与应用。

电容型得电荷泵倍压原理得介绍以AnalogicTech公司得升压器件AAT3110为例,介绍电容型得电荷泵升压电路得工作原理与应用。

器件AAT3110采用SOT23-6L得封装,输出电压4、5V,适用于常态输出电流不大于100mA,瞬态峰值电流不大于250mA得并联LED负载,具体应用电路图,如图1所示。

事先叙述一下有关两倍升压模式电荷泵得工作原理。

AAT3110得工作原理框图,如图1、2所示,AAT3110使用一个开关电容电荷泵来升高输入电压,从而得到一个稳定得输出电压。

AAT3110内部通过一个分割电阻网络取样电荷泵输出电压与内部参考电压进行比较,并由此调节输出电压。

当分割电阻网络取样电压低于内部比较器控制得预设点(TripPoint)时,打开双倍电路开关。

电荷泵以两个不重叠得阶段循环开关四个内部开关。

在第一个阶段,开关S1与S4关闭并且S2与S3打开,使快速电容器CFLY充电到一个近似等于输入电压VIN得电压。

在第二个阶段,开关S1与S4打开并且S2与S3关闭。

在第一阶段时,快速电容器CFLY得负极接地。

dc-dc降压电路工作原理

dc-dc降压电路工作原理

dc-dc降压电路工作原理DC-DC降压电路是一种常见的电力转换电路,其工作原理是将输入的直流电压降低到所需的输出电压。

本文将详细介绍DC-DC降压电路的工作原理及其应用。

一、DC-DC降压电路的基本原理DC-DC降压电路利用电感和电容元件,通过开关管的开关控制,实现输入电压到输出电压的转换。

主要分为两种类型:线性降压电路和开关降压电路。

1. 线性降压电路线性降压电路是通过电阻分压的方式来实现电压的降低。

其基本原理是通过调节电阻的大小,将输入电压分压到所需的输出电压。

但是线性降压电路效率低,且只适用于输入电压和输出电压相差不大的情况。

2. 开关降压电路开关降压电路利用开关管的开关控制,通过改变开关管的导通和关断时间比,实现输入电压到输出电压的转换。

其工作原理是通过周期性的开关操作,将输入电压按一定比例转换为输出电压。

开关降压电路效率高,适用范围广。

二、DC-DC降压电路的应用DC-DC降压电路广泛应用于各种电子设备和电力系统中。

以下是几个典型应用场景:1. 手机充电器手机充电器通常采用DC-DC降压电路来将市电的交流电转换为手机所需的直流电。

通过降压电路,将高电压的交流电转换为手机所需的低电压直流电。

2. 电子设备电源模块各种电子设备的电源模块中都会包含DC-DC降压电路,用于将输入电压转换为设备所需的工作电压。

例如电视机、电脑、音响等电子设备均需要稳定的电压供应。

3. 太阳能电池板太阳能电池板将太阳能转换为直流电。

由于太阳能电池板的输出电压波动较大,需要通过DC-DC降压电路将电压稳定为所需的输出电压,以供应给电力系统或储存设备。

4. 电动汽车充电桩电动汽车充电桩需要将市电的交流电转换为电动汽车所需的直流电。

DC-DC降压电路在充电桩中起到将高电压的交流电转换为电动汽车所需的低电压直流电的作用。

三、DC-DC降压电路的优势和不足DC-DC降压电路相比于其他电力转换电路具有以下优势:1. 高效率:DC-DC降压电路采用开关控制方式,工作效率高于线性降压电路。

DC-DC升降压电路的几种个人方案

DC-DC升降压电路的几种个人方案

DC-DC升降压电路的几种解决方案(成都信息工程学院科技创新实验室)W00DSTOCK前一段时间,本着学习的态度参加了TI杯校赛,做了其中的一个直流升降压的题,作品没做的很好,但是在准备期间,我对各种可行电路都做了尝试,一些心得拿出来与大家分享,也望各路大侠对不妥之处不吝赐教。

我们在实际应用中,经常会出现系统中各个模块供电不统一,或者供电电源的电压时变化的(比如汽车中的电池电压受温度影响而变化),在只有一个电源提供供电的时候,同时可以升压或降压的电路就变得非常有用。

下面,来看一下我想到的几种升降压问题的解决方案。

非隔离式开关电源的基本电路一般有三种:Buck降压电路、Boost升压电路、Buck-boost 极性反转升降压电路。

要实现同时升降压功能,首先想到的肯定是Buck-Boost 极性反转电电路。

图表 1 极性反转电路原理示意这种拓扑结构的电路能够输出与输入相反的、可以比输入电压更高或者更低的电压,并且整体的效率也很高。

但缺点也很明显:一就是极性相反,当输入电压是正压且要求输出也是正的时候,我们还要对输出电压进行反向,这就是一件很麻烦的事;但是,有时我们需要的就是负压的时候,这个缺点又会有一种很大的用处。

缺点二就是,这种拓扑结构电路的电流脉动值很大,输出滤波不好处理。

在实际制作中,我选择了用TI的Buck型降压芯片TPS5430来做开关管以及驱动的部分,更方便控制,简化了电路。

还有一个缺点是,这种电路不方便数控,而且没法直接用AD采输出电压。

下面这个是我做的一个控制TPS5430反馈的电路。

图表 2 LM324做控制电路常见的来解决这个问题的还有另外一种电路,就是把boost电路和buck电路结合起来。

但是怎样结合?方法有很多种。

第一种,直接拼接。

比如输入电压时5-12V,输出电压要10V,那么我们就可以使用升压电路将输入电压统一升到13V,然后再使用电压可调节的降压电路来提供输出电压。

在做这个方案时,我升压用了TI的TPS61175,输入范围是3-18V,输出范围是3-65V,最大输出电流时3A。

双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的应用的开题报告

双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的应用的开题报告

双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的应用的开题报告一、研究背景光氢系统是一种新型的绿色能源系统,它利用光能将水分解为氢和氧气,产生能量。

然而,由于光氢系统产生的电压较高(一般在300-600V之间),同时电流较小(一般在几十毫安以上),因此需要通过降压变换器将电压降低到适合使用的电压范围。

传统的降压变换器有直流调节器、开关电源等,但是它们存在效率低、体积大、重量重等问题。

因此,双相DC-DC降压变换器成为降压变换器的一种重要选择,它可以提高能量转换的效率,同时具有体积小,重量轻等优点,因此得到了广泛的应用。

二、研究目的本文旨在探讨双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的应用,具体包括以下方面:1.分析双相DC-DC降压变换器的基本原理和工作特点;2.研究双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的应用方法;3.模拟研究双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的电路;4.通过实验证明双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的性能;5.分析双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的优缺点,并提出改进方法。

三、研究方法本文主要采用文献调研、电路模拟和实验验证相结合的方法。

具体包括:1.通过文献调研方法,了解双相DC-DC降压变换器的基本原理和工作特点;2.利用电路模拟软件PSPICE对双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的电路进行模拟研究;3.通过实验验证,测试双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的性能;4.通过数据分析,总结双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的优缺点,并提出改进方法。

四、论文结构本文分为以下部分:第一部分:绪论1.1 研究背景1.2 研究目的1.3 研究方法1.4 论文结构第二部分:理论基础2.1 降压变换器基本原理2.2 双相DC-DC降压变换器的基本工作原理第三部分:双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的应用3.1 双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的应用方法3.2 双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的电路分析3.3 实验验证第四部分:性能分析和改进4.1 双相DC-DC降压变换器在光氢系统中的性能分析4.2 改进方法第五部分:结论和展望5.1 结论5.2 展望参考文献。

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DC-DC 开关转换器的作用是将一个直流电压有效转换成另一个。

高效率DC-DC转换器采用三项基本技术:降压、升压,以及降压/升压。

降压转换器用于产生低直流输出电压,升压转换器用于产生高直流输出电压,降压/升压转换器则用于产生小于、大于或等于输入电压的输出电压。

本文将重点介绍如何成功应用降压/升压DC-DC转换器。

降压和升压转换器已在2011年6月和9月的《模拟对话》中单独介绍过,此处将不再赘述。

图1所示为采用单个单元的锂离子电池供电的典型低功耗系统。

电池的可用输出范围为放电时的约3.0 V到充满电时的4.2 V。

系统IC需要1.8 V、3.3 V、和3.6 V的电压,以实现最佳工作状态。

锂离子电池开始工作时的电压为4.2 V,结束工作时的电压为3.0 V,在此过程中,降压/升压调节器可以提供3.3 V的恒定电压,而降压调节器或低压差调节器(LDO)则可在电池放电时提供1.8 V的电压。

理论上,当电池电压高于3.5 V时,可使用降压调节器或LDO产生3.3 V电压,但当电池电压降至3.5 V以下时,系统就会停止工作。

允许系统过早关闭会减少电池需要重新充电前的系统工作时间。

图1. 典型低功耗便携式系统
降压/升压调节器内置四个开关、两个电容和一个电感,如图2所示。

如今的低功耗、高效率降压/升压调节器在降压或升压模式下工作时,只要主动操作其中两个开关,就可以降低损耗,提高效率。

图2. 降压/升压转换器拓扑结构
当V IN大于V OUT,时,开关C断开,开关D闭合。

开关A和B的工作方式和在标准降压调节器中一样,如图3所示。

图3.Buck mode when V IN > V OUT时的降压模式
当V IN小于V OUT,时,开关B断开,开关A闭合。

开关C和D的工作方式和在升压调节器中一样,如图4所示。

最困难的工作模式是当
V IN处在V OUT ± 10%, 范围内时,此时调节器会进入降压/升压模式。

在降压/升压模式下,两种操作(降压和升压)会在一个开关周期内发生。

应特别注意降低损耗、优化效率,以及消除由于模式切换造成的不稳定性。

这么做的目标是保持电压稳定,使电感中的电流纹波降至最低,保证良好的瞬态性能。

图4.Boost V IN <V OUT时的升压模式
对于高负载电流,降压/升压调节器采用电流模式、固定频率、脉冲
宽度调制(PWM)控制,以获得出色的稳定性和瞬态响应。

为确保便携式应用的电池寿命最长,还采用了省电模式,在轻载时可降低开关频率。

对于无线应用和其它低噪声应用,可变频率省电模式可能会引起干扰,通过增加逻辑控制输入,可强制转换器在所有负载条件下均以固定频率PWM方式工作。

降压/升压调节器提高系统效率
如今的很多便携式系统都采用单单元锂离子充电电池供电。

如上所述,
电池会从满充状态时的4.2 V开始工作,缓慢放电至3.0 V。

当电池输出降至3.0 V以下时,系统就会关闭,防止电池因过度放电而受损。

采用低压差调节器产生3.3 V电压轨时,系统会在
V IN MIN = V OUT + V DROUPOUT= 3.3 V + 0.2 V = 3.5 V
时关断,此时只用了电池所存储电能的70% 。

但如果采用降压/升压调节器(如ADP2503或ADP2504),系统就可以持续工作到最小实际电池电压。

ADP2503和ADP2504 (参见附录) 均为高效率、600 mA 和1000 mA低静态电流、降压/升压DC-DC转换器,工作时的输入电压可高于、低于或等于稳压输出电压。

电源开关采用内置形式,最大限度地减少了外部元件的数量和印刷电路板(PCB)的面积。

通过这种方法,系统可以一直工作到3.0 V,从而充分利用电池存储的电能,增加了电池需要重新充电前的系统工作时间。

为了节省便携式系统的电能,各种子系统(如微处理器、显示屏背光和功率放大器)不用时会在全开和休眠模式之间频繁切换,造成电池电源线路上较大的电压瞬变。

这些瞬变会使电池输出电压短时降至3.0 V以下,并触发低电量警告,从而使系统在电池完全放电前关闭。

降压/升压解决方案可以承受的电压摆幅低至2.3 V,有助于维持系统潜在的工作时间。

降压/升压调节器主要规格特性与定义
输出电压范围选项:降压/升压调节器提供额定的固定输出电压,或者提供选项,允许通过外部电阻分压器对输出电压进行编程设置。

地电流或静态电流: 未输送给负载的直流偏置电流(I q)器件的I q低,则效率越高,然而,I q可以针对许多条件进行规定,包括关断、负载、脉冲频率(PFM)工作模式或脉冲宽度(PWM)工作模式。

因此,为了确定某个应用的最佳升压调节器,最好查看特定工作电压和负载电流下的实际工作效率。

关断电流: 这是使能引脚禁用时器件消耗的输入电流。

低I q对于电池供电器件在休眠模式下能否长时间待机很重要。

在逻辑控制的关断期间,输入与输出断开,从输入源汲取的电流小于1 μA。

软启动:具有软启动功能很重要,输出电压以可控方式缓升,从而避
免启动时出现输出电压过冲现象。

开关频率:低功耗降压/升压转换器的工作频率范围一般是500 kHz到
3 MHz。

开关频率较高时,所用的电感可以更小,还可减少PCB面积,但开关频率每增加一倍,效率就会降低大约2%。

热关断(TSD):当结温超过规定的限值时,热关断电路就会关闭调节器。

一直较高的结温可能由工作电流高、电路板冷却不佳和/或环境
温度高等原因引起。

保护电路包括迟滞,因此,发生热关断后,器件会在片内温度降至预设限值以下后才返回正常工作状态。

结束语
低功耗降压/升压调节器凭借成熟可靠的性能与深入有力的支持,使
采用DC-DC开关转换器的设计变得简单。

ADI公司不仅提供了全面的数据手册并在其应用部分列出了设计计算,还提供了ADIsimPower
设计工具以简化最终用户的任务。

欲查看ADI公司调节器的选型指南、数据手册和应用笔记,请访问:
/en/power-management/products/index.html.
如需帮助,请访问ADI中文技术论坛,网址为
/index.jspa; 或通过电话4006-100-006或电子邮件china.support@联系ADI公司。

参考文献
Marasco, K. “How to Apply DC-to-DC Step-Up (Boost) Regulators Successfully.” Analog Dialogue. Volume 45. September 2011. Marasco, K. “How to Apply DC-to-DC Step-Down (Buck) Regulators Successfully.” Analog Dialogue. Volume 45. June 2011.
Marasco, K. “How to Apply Low-Dropout Regulators Successfully.” Analog Dialogue. Volume 43. August 2009.
/en/power-management/products/index.html. /en/power-management/switching-regulators-inte grated-fet-switches/products/index.html.
/en/power-management/switching-controllers-exte rnal-switches/products/index.html.
/dtPowerWeb/dtPowerMain.aspx.
附录
降压/升压DC-DC开关转换器的工作频率是2.5 MHz
ADP2503和ADP2504均为高效率、低静态电流、降压/升压DC-DC 转换器,工作时的输入电压可高于、低于或等于稳压输出电压。

这两种转换器内置功率开关和同步整流器,所需的外部器件数量极少。

对于高负载电流,这两种器件采用电流模式、固定频率、脉冲宽度调制(PWM)控制方案,以便获得出色的稳定性和瞬态响应。

为确保便携式应用的电池使用寿命最长,这些器件还提供省电模式选项,在轻负载条件下可降低开关频率。

对于无线应用和其它低噪声应用,可变频率省电模式可能会引起干扰,而通过逻辑控制输入同步,则可强制转换器在所有负载条件下均以固定频率PWM方式工作。

ADP2503和ADP2504采用2.3 V至5.5 V输入电压工作,单个锂电池或锂聚合物电池、多个碱性电池或NiMH电池、PCMCIA、USB 及其它标准电源均可为其供电。

这两种器件具有各种固定输出可供选择,也可采用可调型号,通过外部电阻分压器对输出电压进行编程设置。

此外,还内置补偿功能,最大程度地减少外部元件的数量。

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作者简介
Ken Marasco [ken.marasco@] 是
ADI公司系统应用经理,负责便携式电源产品
的技术支持,在ADI公司便携式应用小组已经
工作了三年。

他毕业于NYIT,持有应用物理
专业学士学位,在系统和元件设计方面拥有37
年的丰富经验。

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