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DC-DC设计规范
XXXXXX有限公司DC-DC设计规范编制:校对:审核:批准:2017- - 发布 2017- - 实施XXXXXX有限公司发布目录：前言1、范围2、规范性引用文件3、术语和定义4、主要参数的确定5、要求6、试验方法7、标志、包装、运瑜、储存前言编制本规范的目的是规范本公司电动汽车DC-DC设计工作。
1 范围本规范规定了电动汽车 DC/DC 变换器的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等。
本规范适用于电动汽车动力电源系统用 DC/DC 变换器。
附件和控制系统低压(1 2V 、24 V) 电源，系统使用的 DC/DC 变换器可参照本规范相关内容。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。
GB/T 2423.1-2008/IEC 60068-2-1：2007 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A:低温GB/T 2423.2-2008/IEC 60068-2-2：2007 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验 B:高温GB/T 2423.17-2008/IEC 60068-2-11:1981 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验 Ka: 盐雾GB 18655-2010/ CISPR 25:2008 车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法GB 4208-2008/lEC 60529: 2001 外壳防护等级(lP 代码)GB 14711-2013 中小型旋转电机通用安全要求GB/T 17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法GB/T 18384.1-2015 电动汽车安全要求第1部分:车载可充电储能系统（REESS）GB/T 18488.1-2015 电动汽车用电机用驱动系统第1部分：技术条件QC/T 413-2002 汽车电气设备基本技术条件3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1 DC/DC 变换器DC/DC converter表示在直流电路中将一个电压值的电能变换为另一个电压值的电能的装置。
dcdc电路
dcdc电路1. 什么是DC-DC电路？DC-DC电路（直流到直流电路）是一种将直流电源的电压进行转换的电子电路。
它可以将一个直流电压转换为另一个更高或更低的直流电压，同时也能够进行电压的稳定化和过载保护。
相比于传统的变压器-整流器-滤波器的方式，DC-DC电路更加高效，并且体积更小。
在很多电子设备中常常会使用到DC-DC电路。
2. DC-DC电路的原理DC-DC电路的核心原理是利用电感和电容器来储存和释放电能，从而改变直流电压的大小。
•降压DC-DC电路：也称为BUCK电路，采用开关器件（如MOSFET）控制输入电压通过功率电感的间断，间接地改变输出电压大小。
•升压DC-DC电路：也称为BOOST电路，利用电容器储存输入电流，然后通过开关器件的控制，将储存的电能释放为更高的输出电压。
3. DC-DC电路的工作模式DC-DC电路可以分为脉宽调制（PWM）模式和脉冲频率调制（PFM）模式两种工作模式。
•PWM模式（脉宽调制）：控制器根据输入电压和输出电压之间的差异，调整开关器件的导通时间和断开时间，以维持输出电压的稳定。
•PFM模式（脉冲频率调制）：控制器根据输出电压的大小调整开关器件的工作频率，以实现更高的效率和更低的功耗。
4. DC-DC电路的应用DC-DC电路在很多领域都有广泛的应用。
•电子设备：手机、平板电脑、电视机等消费电子产品中的电源管理模块常常会使用DC-DC电路。
•电力系统：电池组、太阳能电池等需要将直流电压转换为其他电压的系统中也需要使用DC-DC电路。
•汽车电子：汽车中的电子设备和控制系统需要通过DC-DC电路来提供稳定的电源。
5. DC-DC电路的优势相比于线性稳压器，DC-DC电路有以下优点：•更高的效率：DC-DC电路利用开关器件进行电能转换，效率可以高达90%以上，远高于线性稳压器的效率。
•更小的体积：DC-DC电路由于采用开关器件，可以采用更小尺寸的元件，从而实现更小体积的设计。
DC-DC 电源转换器基本原理
DC-DC 电源转换器基本原理,Mar. 26th, 2012目录DCDC DC--DC 转换器简介交换式电源结构框图交换式电源原理介绍交换式电源设计实例 交换式电源交换式电源线路重要参数线路重要参数DC-DCDC DC 转换器简介电源对于电设备犹如心脏对于人体，是所有电设备的动力。
早期，电设备功能单一，基本上直接用变压器将交流市电转换为所需的直流电压即可满足要求。
但随着电子设备功能日益多样，其系统线路也越来越复杂，对电源的要求也越来越高。
同时，以轻便、小巧为发展趋势的电子产品，不可能允许每组power都由体积大、干扰强的交流变压器来实现。
因此，研发都由体积大干扰强的交流变压器来实现因此研发直流到直流的电源转换成为必须。
把直流电压变换为另一种直流电压最简单的办法是串电阻，把直流电压变换为另种直流电压最简单的办法是串电阻但是由于焦耳热的消耗，会使这种方式转换的效率非常低，它只适用于电流极小的电压转换另外利用半导体器件只适用于电流极小的电压转换。
另外，利用半导体器件(如PN结)的电压drop能力实现降压，也就是所谓的LDO 方式，这种方式DC-DC 的损耗比直接用电阻会好很多，但依然存在效率低、过电流能DC DC 转换器简介力有限、电压drop 范围小等局限性。
变换Figure-1传统式DC-DC 变换器在计算机出现之后，由于其对大loading power oad g po e 的需求，使得传统的DC-DC 变换器已完全不可能再满足设计需求。
思考：请充分发挥想象，思考实现电压变换还有什么方法？提示排列组合能引发质变能产生奇迹提示：排列组合能引发质变，能产生奇迹。
DC-DC 在power 转换中，由于电感、电容对脉动电流和电压的滞后DC DC 转换器简介p 转换中容对动滞后性以及其对能量的储存性，再配合以精准的反馈回路，可以实现电压转换功能.Figure 2DC DC Figure-2交换式DC-DC 变换器交换式电源原理介绍基本交换式电源转换器电路(Buck转换器)Figure-4基本交换式电源转换器电路(Buck转换器)交换式电源原理介绍Figure-5基本交换式电源转换器电路(Buck转换器)交换式电源原理介绍稳态分析(CCM)a. Q1导通时)V V VV L(t)=V L(ON)=V I-V O)=(0)+(V)/Li L(t)i L(0)+( V L(t)dt)/L=i L(0)+(V I-V O)t/L则t = t(ON) = DT S时, 由上式可得知: )(0)(V V/L D: Duty Cyclei L(DT S)=i L(0)+(V I-V O)DT S/L 1基本交换式电源转换器电路(Buck转换器)交换式电源原理介绍Figure-6交换式电源原理介绍基本交换式电源转换器电路(Buck转换器)稳态分析(CCM)b. Q1截止时V L(t)V L(OFF)V O)=-V=-Vi L(t)=i L(DT S)+( V L(t)dt)/L=i L(DT S)+(-V O)(t-DT S)/Lt T时由上式可得知则t = T S 时, 由上式可得知:i L(T S)=i L(DT S)+(V O)(1D)T S/L 2)+(-V1-D)T/L基本交换式电源转换器电路(Buck转换器)交换式电源原理介绍稳态分析(CCM)c. 当转换器在稳态时i L T S )= i L (0)()()由1, 2 兩式可得出21因此:i L (T S )=i L (0)+(V I -V O )DT S /L+(-V O )(1-D)T S /L(V I -V O )DT S = V O (1-D)T S或者:V L(ON)DT S = V L(OFF)(1-D)T SV O /V I = D = t ON /T S基本交换式电源转换器电路(Boost转换器)交换式电源原理介绍Figure-7基本交换式电源转换器电路(Boost转换器)交换式电源原理介绍稳态分析(CCM)a. Q1导通时V L )=V I (t )i L (t )=i L (0)+( V L (t )dt )/L=i L (0)+V I t /Lt =(ON)=DT 时由上式可得知:D:Duty Cycle 则t = t (ON) = DT S 时, 由上式可得知:)=/LD: Duty Cycle i L (DT S )i L (0)+V I DT S /L 3基本交换式电源转换器电路(Boost转换器)交换式电源原理介绍2.2 升压型(boost)转换器Figure-8交换式电源原理介绍基本交换式电源转换器电路(Boost转换器)稳态分析(CCM)b. Q1截止时V L(t) = -(V O-V I))(V Vi L(t)=i L(DT S)+( V L(t)dt)/L=i L(DT S)+[-(V O-V I)](t-DT S)/L则t = T S 时, 由上式可得知:i L(T S)=i L(DT S)+[-(V O-V I)(1-D)T S/L 4))+[(V V1D)T/L基本交换式电源转换器电路(Boost转换器)交换式电源原理介绍Figure-9基本交换式电源转换器电路(Boost转换器)交换式电源原理介绍稳态分析(CCM)c. 当转换器在稳态时)=i L (T S ) i L (0)由1, 2 兩式可得出43因此:i L (T S )=i L (0)+V I DT S /L+[-(V O -V I )](1-D)T S /LV I DT S = (V O -V I )(1-D)T S或者或者:V O /V I =1/(1-D)交换式电源设计实例交换式电源实例讲解以Buck线路为例，其拓扑形式在实际的应用中很少用续流二极管，因为续流二极管的反向电流很大,损耗太严重。
dcdc电源模块
dcdc电源模块什么是dcdc电源模块？DC-DC电源模块是一种电源转换模块，用于将直流电压转换为不同的直流电压。
DC-DC电源模块具有高效率、稳定性好、体积小等优点，被广泛应用于电子设备和通信领域。
dcdc电源模块的工作原理DC-DC电源模块通过脉宽调制（PWM）技术来实现电压的转换。
其基本工作原理是通过将输入直流电压经过一系列的电路元件和控制器进行调节和转换，从而得到所需的输出直流电压。
具体来说，DC-DC电源模块一般包括输入电源电压测量、滤波电路、脉宽调制电路、功率开关和输出滤波电路等组成部分。
首先，输入直流电压经过输入测量电路进行电压测量，并经过滤波电路进行滤波，以确保输入电压的稳定性。
然后，通过脉宽调制电路，输入电压经过转换和调节得到高频脉冲信号，控制功率开关的导通时间，从而实现输出电压的调节。
最后，经过输出滤波电路对输出电压进行平滑处理，使其变为稳定、纯净的直流电压，供给电子设备使用。
dcdc电源模块的应用领域DC-DC电源模块在电子设备和通信领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 电子设备•移动设备：如手机、平板电脑等移动终端设备，由于其功耗要求低电压高稳定性，DC-DC电源模块能够满足其电源需求。
•电脑硬件：如电源模块、显卡、主板等，DC-DC电源模块在这些设备中提供稳定的电源供给。
•消费电子：如音响、摄像机、游戏机等消费电子产品，DC-DC电源模块用于保证其正常工作和性能。
2. 通信设备•无线通信：如基站、无线路由器等，DC-DC电源模块为这些设备提供稳定的电源供给，保证通信的可靠性和稳定性。
•电信设备：如光纤传输设备、交换机等，DC-DC电源模块用于为这些设备提供稳定的电源。
3. 汽车电子•车载娱乐系统：包括音响、导航系统等，DC-DC电源模块在车载娱乐系统中提供电源支持。
•车载通信系统：如蓝牙、GPS等，DC-DC电源模块用于为车载通信设备提供稳定的电源。
dcdc电源模块的优势DC-DC电源模块相比传统的线性电源具有以下优势：1.高效率：DC-DC电源模块能够通过电压转换技术实现高效率的能量转换，减少能量的损耗和浪费。
DC-DC的EMC设计
D C-D C的E M C设计(共6页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--DC-DC转换器的电磁兼容技术引言DC-DC转换器是通信系统的动力之源，已在通信领域中达到广泛应用。
由于具有高频率、宽频带和大功率密度，它自身就是一个强大的电磁干扰（EMI）源，严重时会导致周围的电子设备功能紊乱，使通信系统传输数据错误、出现异常的停机和报警等，造成不可弥补的后果；同时，DC-DC 转换器本身也置身于周围电磁环境中，对周围的电磁干扰也很敏感（EM S），如果没有很好的抗电磁干扰能力，它也就不可能正常工作。
因此，营造一种良好的电磁兼容（EMC）环境，是确保电子设备正常工作的前提，且也成为电子产品设计者的重要考虑因素。
DC-DC转换器EMC特点DC-DC转换器具有体积小、功率密度大、工作频率高等特点，这些特点直接导致电源内部电磁环境复杂，同时也带来了一系列高频EMI的问题，产生的干扰对电源本身和周围电子环境带来很大的影响。
为满足日趋严格的国际电磁兼容法规，DC-DC转换器的EMC设计已经成为电源设计中的首要问题之一。
DC-DC转换器的EMC问题主要有如下几个特点： DC-DC转换器作为工作于开关状态的能量转换装置，产生的干扰强度较大；干扰源主要集中在功率开关器件以及与之相连的铝基板和高频变压器；由于DC-DC转换器与其它电子电路相连紧凑，产生的EMI很容易造成不良影响。
DC-DC转换器的共模干扰信号(CM)和差模干扰信号(DM)的分布图如图1所示。
这是分析干扰信号特性十分有用的列线图。
如果设备在某段频率范围内有传导干扰电平超标，查阅该图可得出是哪一种类型的传导干扰信号占主导地位，从而指导改变EMI滤波器的网络结构及参数等相应措施加以解决。
图1 DC-DC转换器的共模干扰信号和差模干扰信号分布图DC-DC转换器的EMC设计屏蔽和接地屏蔽能有效地抑制通过空间传播的电磁干扰。
DC-DC变换器设计毕业设计
绪论一.开关电源概述开关电源（Switch Mode Paver Supply,即SMPS）被誉为高效节能型电源，它代表着稳压电源的主流产品。
半个世纪以来，开关电源大致经历了四个阶段。
早期的开关电源全部有分立元件构成，不仅开关频率低，效率高，而且电路复杂，不宜调试。
在20世纪70年代研制出的脉宽调制器集成电路，仅对开关电源中的控制电路实现了集成化；80年代问世的单片开关稳压器，从本质上讲仍DC/DC电源变换器。
随着各种类型单片开关电源集成电路的问世，AC/DC电源变换器的集成化才变为现实。
稳压电源是各种电子的动力源，被人称为电路的心脏，所有用电设备，包括电子仪器仪表，家用电器。
等对供电电压都有一定的要求。
至于精密的电子仪器，对供电电压的要求更为严格。
所谓的DC——DC直流稳压是指电压或电流的变化小到可允许的程度，并不是绝对的不变。
目前，随着单片开关电源集成电源的应用，开关电源正朝着短、小、轻、薄的方向发展。
单片开关电源自20世纪90年代中期问世以来便显示出来强大的生命力，它作为一项颇具发展和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍重视。
尤其是最近两年来，国外一些著名的芯片厂家又竞相推出了一大批单片开关电源集成电路，更为新型开关电源的推广及奠定了良好的基础。
单片开关电源具有集成度高、高性价化、最简外围电路，最佳性能等指标，现已成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及电源模块的优选集成电路。
二. 开关电源的技术追求1.小型化、薄型化、轻量化、高频化——开关电源的体积、重量主要是由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小储能元件的体积。
在一定范围内，开关频率的提高，不仅能有效地减小电容、电感和变压器的尺寸，而且还能抑制干扰，改善系统的动态性能。
因此高频化是开关电源的主要发展方向。
2.高可能性——开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍，因此提高了可靠性。
从寿命角度出发，电解电容、光电偶合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。
隔离dcdc电源拓扑结构
隔离dcdc电源拓扑结构一、引言隔离DC-DC电源作为电子产品中不可或缺的组成部分，其主要功能是将输入电压转换为所需的输出电压，并且通过隔离器件实现输入输出间的电气隔离。
本文将介绍隔离DC-DC电源的拓扑结构。
二、非隔离式DC-DC电源非隔离式DC-DC电源是最简单的一种拓扑结构，其原理如下：通过一个开关管控制输入电压，使得输入电压在开关管导通期间充入能量存储元件（如电感），在开关管截止期间释放能量存储元件中的能量并将其转换为所需输出电压。
由于该结构没有使用隔离器件进行输入输出间的隔离，因此存在安全风险。
三、反激式DC-DC电源反激式DC-DC电源是一种基于变压器实现输入输出间隔离的拓扑结构，其原理如下：通过一个开关管控制输入端与变压器之间的连接，使得输入端充入能量存储元件（如电容），当开关管截止时，在变压器中产生高频交流磁场，通过磁耦合将能量传递到输出端，再通过输出端的整流电路转换为所需输出电压。
由于该结构使用了变压器进行输入输出间的隔离，因此能够有效降低安全风险。
四、正激式DC-DC电源正激式DC-DC电源是一种基于变压器实现输入输出间隔离的拓扑结构，其原理如下：通过一个开关管控制输入端与变压器之间的连接，使得输入端充入能量存储元件（如电感），当开关管导通时，在变压器中产生高频交流磁场，通过磁耦合将能量传递到输出端，再通过输出端的整流电路转换为所需输出电压。
由于该结构使用了变压器进行输入输出间的隔离，因此能够有效降低安全风险。
五、谐振式DC-DC电源谐振式DC-DC电源是一种基于谐振现象实现输入输出间隔离的拓扑结构，其原理如下：在开关管导通时，将能量存储元件中的能量传递到谐振网络中；在开关管截止时，利用谐振网络中形成的高频交流磁场将能量传递到输出端。
由于该结构使用了谐振网络进行输入输出间的隔离，因此能够有效降低安全风险。
六、总结本文简要介绍了隔离DC-DC电源的拓扑结构，包括非隔离式DC-DC电源、反激式DC-DC电源、正激式DC-DC电源和谐振式DC-DC电源。
电子产品设计与制作课件
dcdc开关电源管理芯片的设计
DC-DC开关电源管理芯片的设计引言电源是一切电子设备的心脏部分,其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性;而开关电源更为如此,越来越受到人们的重视;目前的计算机设备和各种高效便携式电子产品发展趋于小型化,其功耗都比较大,要求与之配套的电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高,必须采用高效率的DC/ DC开关稳压电源;目前电力电子与电路的发展主要方向是模块化、集成化;具有各种控制功能的专用芯片,近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高,给应用带来极大方便;从另一方面说在开关电源DC-DC变换器中,由于输入电压或输出端负载可能出现波动,应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求的幅值偏差范围内,需要复杂的控制技术,于是各种 PWM控制结构的研究就成为研究的热点;在这样的前提下,设计开发开关电源DC-DC 控制芯片,无论是从经济,还是科学研究上都是是很有价值的;1. 开关电源控制电路原理分析DC－DC变换器就是利用一个或多个开关器件的切换,把某一等级直流输入电压变换成另—等级直流输出电压;在给定直流输入电压下,通过调节电路开关器件的导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就是采用某一固定频率进行开关切换,并通过调整导通区间长度来控制平均输出电压,这种方法也称为脉宽调制PWM法;PWM从控制方式上可以分为两类,即电压型控制voltage mode control和电流型控制current mode control ;电压型控制方式的基本原理就是通过误差放大器输出信号与一固定的锯齿波进行比较,产生控制用的PWM信号;从控制理论的角度来讲,电压型控制方式是一种单环控制系统;电压控制型变换器是一个二阶系统,它有两个状态变量：输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流;二阶系统是一个有条件稳定系统,只有对控制电路进行精心的设计和计算后,在满足一定的条件下,闭环系统方能稳定的工作;图1即为电压型控制的原理框图;图1 电压型控制的原理框图电流型控制是指将误差放大器输出信号与采样到的电感峰值电流进行比较．从而对输出脉冲的占空比进行控制,使输出的电感峰值电流随误差电压变化而变化;电流控制型是一个一阶系统,而一阶系统是无条件的稳定系统;是在传统的PWM电压控制的基础上,增加电流负反馈环节,使其成为一个双环控制系统,让电感电流不在是一个独立的变量,从而使开关变换器的二阶模型变成了一个一阶系统;信号;从图2中可以看出,与单一闭环的电压控制模式相比,电流模式控制是双闭环控制系统,外环由输出电压反馈电路形成,内环由互感器采样输出电感电流形成;在该双环控制中,由电压外环控制电流内环,即内环电流在每一开关周期内上升,直至达到电压外环设定的误差电压阂值;电流内环是瞬时快速进行逐个脉冲比较工作的,并且监测输出电感电流的动态变化,电压外环只负责控制输出电压;因此电流型控制模式具有比起电压型控制模式大得多的带宽;图2 电流型控制原理框图电流型控制模式有不少优点：线性调整率电压调整率非常好；整个反馈电路变成了一阶电路,由于反馈信号电路与电压型相比,减少了一阶,因此误差放大器的控制环补偿网络得以简化,稳定度得以提高并且改善了频响,具有更大的增益带宽乘积；具有瞬时峰值电流限流功能；简化了反馈控制补偿网络、负载限流、磁通平衡等电路的设计,减少了元器件的数量和成本,这对提高开关电源的功率密度,实现小型化,模块化具有重要的意义;当然了也有缺点,例如占空比大于50％时系统可能出现不稳定性,可能会产生次谐波振荡；另外,在电路拓扑结构选择上也有局限,在升压型和降压—升压型电路中,由于储能电感不在输出端,存在峰值电流与平均电流的误差;对噪声敏感,抗噪声性差等等;对于这样的缺点现在已经有了解决的方案,斜波补偿是很必要的一种方法;2．芯片内部模块的设计本目的是设计一个基于PWM控制的boost升压式DC-DC电源转换芯片,该芯片实现基于双环电压环和电流环一阶控制系统的电流模式PWM控制电路, 在该集成模块内将包括控制、驱动、保护、检测电路等;最后在电路系统基本框架的基础上,结合电力电子技术与微电子技术,采用采用BiCMOS工艺,具体针对DC-DC变换电路的实现进行研究;系统方面的设计以及系统框图和各个功能模块的设计思想图3 系统模块原理框图下面分别的介绍系统各个功能模块：①误差放大电路误差是用于调整变换器的高增益差分放大器;放大器产生误差信号,他被供给PWM比较器;当输出电压样本与内部电压基准比较并放大差值时产生误差信号;误差放大器的2号脚Vref就是基准电压产生的固定基准;② PWM比较器当来自电流取样信号,当然是电感电流和振荡器产生的补偿谐波想加后的电流信号,超过误差信号时,PWM比较器翻转,复位驱动锁存器断开电源开关,以此来控制开关管的开通与关断;③振荡器模块振荡器电路提供一定频率的时钟信号,以设置变换器工作频率,以及用于斜率补偿的定时斜升波;时钟波形为脉冲,而定时斜升波就是用于斜波补偿的,在电感取样端相加;④驱动器锁存器锁存器包括RS触发器与相关逻辑,它通过接通和断开驱动电路来控制电源开关的状态;来自锁存器的低输出电平把它断开;正常工作方式下,在时钟脉冲期间触发器被置为高电平,当PWM比较器输出变为高电平时锁存器复位;⑤软启动电路模块当整个系统刚启动时,电感产生一个很大的冲击电流,软启动让系统开始时不能在全占空比下启动,使输出电压以受控的上升速率增加至额定稳压点;设计思想是利用外接电容的充放电使得占空比慢慢提高,达到输出稳定的目的;⑥电流采样电路提供斜率补偿电流灵敏电压给PWM比较器;⑦保护电路模块监视电源开关的电流,若该值超过额定峰值,则该电路作用,重新开始软启动周期;3．设计中必须要考虑的几点细节问题①关于斜波补偿这是在上文提到过的电流控制型开关变换器中存在的根本性问题;电流控制型就是将实际的电感电流和电压外环设定的电流值分别接到ＰＷＭ比较器的两端进行比较,用来控制开关管;下面分析斜波补偿的原因;如下图分别是占空比大于50%和小于50%的尖峰电流控制的电感电流波形图;图4 斜坡补偿原理分析其中Ve是电压放大器输出的电流设定值,ΔI0是扰动电流,m1,m2分别是电感电流的上升沿及下降沿斜率;由图可知,当占空比小于50%时扰动电流引起的电流误差ΔI l变小了,而占空比大于50%时扰动电流引起的电流误差ΔI l变大了;所以尖峰电流模式控制在占空比大于50%时,经过一个周期会将扰动信号扩大,从而造成工作不稳定,这时需给删比较器加坡度补偿以稳定电路,加了坡度补偿,即使占空比小于50%,电路性能也能得到改善;因此斜坡补偿能很好的增加电路稳定性,使电感电流平均值不随占空比变化,并减小峰值和平均值的误差,斜坡补偿还能抑制次谐波振荡和振铃电感电流;这里就不再详细地说明,斜波补偿方面必须要确定补偿波形的斜率的精确大小,采用的方法就是建立系统模型,导出传递函数,计算出补偿斜率的值;这是很关键的一步;②关于软启动问题DC/ DC开关电源在启动过程中 ,容易产生浪涌电流 ,可能对电子系统产生损伤;为避免启动时输入电流过大,输出电压过冲,在设计中必须采用软启动电路,该方法的不足之处是 ,当输出电压的阈值未达到时 ,发生浪涌电流现象可能对电子系统造成损伤 ,而且在输出电压达到阈值之后 ,也可能因为偶然的过流使得电源多次重新启动;因此应采用基于周期到周期的电流限制门限来限制上电时的浪涌电流,并防止电源多次重新启动;如图5图5 软启动电路4.总结本文对开关电源工作原理进行了详细的分析,对芯片内部模块进行了设计,最后采用BiCMOS工艺对芯片进行实现;,对芯片系统方面的设计又整体的把握,详细的论述了芯片设计的思想,这种方法对其他领域的芯片系统设计又很大帮助,因此有很大意义;。
AC-DC-DC电源设计(电力电子课设)
_______________________________________________________________________________目录1 开关电源 (2)1.1开关电源的概念 (2)1.1.1 PWM技术简介 (2)1.1.2 降压型DC-DC开关电源原理简介 (3)1.2 开关电源的发展简介 (5)1.3 开关电源的发展展望 (6)2 主电路图设计 (7)2.1 三相整流部分 (8)2.2 直流斩波电路部分 (9)2.2.1 参数计算 (10)2.2.2 斩波仿真电路 (10)2.3 主电路仿真 (11)3 控制电路部分 (12)3.1 设计思想 (12)3.2 设计电路图 (13)4 最终设计方案 (15)总结 (17)参考文献 (18)附录 (19)_______________________________________________________________________________ AC-DC-DC电源(120V，500W)设计1 开关电源1.1开关电源的概念开关电源(Switch Mode Power Supply，SMPS)是以功率半导体器件为开关元件，利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。
开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。
开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。
一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
开关电源电路主要由整流滤波电路、DC-DC控制器（内含变压器）、开关占空比控制器以及取样比较电路等模块组成。
基于单片机控制的DC-DC变换器的设计
目录第一章绪论................................................ 错误!未定义书签。
系统背景.............................................. 错误!未定义书签。
绿色节能型开关电源................................ 错误!未定义书签。
智能化数字电源.................................... 错误!未定义书签。
可编程开关电源.................................... 错误!未定义书签。
电源技术的发展与方向.................................. 错误!未定义书签。
线性电源和开关电源................................ 错误!未定义书签。
电源技术的发展方向................................ 错误!未定义书签。
开关电源的市场前景和研究现状...................... 错误!未定义书签。
第二章系统的总体设计...................................... 错误!未定义书签。
方案论证.............................................. 错误!未定义书签。
DC-DC主回路拓扑结构.............................. 错误!未定义书签。
控制方法及实现方案................................ 错误!未定义书签。
主体思路.............................................. 错误!未定义书签。
软件设计思路.......................................... 错误!未定义书签。
DC-DC培训
三、DC-DC的纹波和噪音
2. 平行线测量装置
平行线测量装置如图下所示。图 中，C1 是多层陶瓷电容（MLCC）， 容量为1μF，C2 是钽电解电容，容量是10μF。两条平行铜箔带的电压 降之和小于输出电压值的2%。该测量方法的优点是与实际工作环境比较 接近，缺点是较容易捡拾EMI 干扰。
三、DC-DC的纹波和噪音
三dcdc的纹波和噪音纹波和噪声的测量方法在测量纹波和噪声这一性能指标时经常有这样的情况发生发现与产品技术规格上的指标不符大大地超过技术规格上的性能指标要求这往往是用户的测量装置不合适测量的方法测量点的选择不合适或采用通用的测量探头所致双绞线测量装置双绞线测量装置如图3所示
一、直流—直流变换电路概述
考虑到稳态工作时电感伏秒平衡的特点，电感充放电过程电流 波动值相等，依据前面的分析，晶体管导通时有：
(U d U o ) U d (1 D) (1 D) DU d I L t1 DT L L fL 考虑到输出电压脉动很小，有 iL iC，且有一周期内电容充 放电平衡，根据图4-2中ic波形，Q的时间为T/2，则电容纹波峰峰
二、降压式变换电路（Buck电路）
（2）电路工作频率很高，一个开关周期内电容充 放电引起的纹波uripple(t) 很小，相对于电容上 输出的直流电压Uo有： uripple
max
U o 电容
上电压宏观上可以看作恒定。
电路稳态工作时，输出电容上电压由微小的纹波和较大 的直流分量组成，宏观上可以看作是恒定直流，这就是开关 电路稳态分析中的小纹波近似原理。
从等效电路模型的分析可以知道，电容上输出电压uo(t)就是us(t) 的直流分量再附加微小纹波 uripple(t) ，且 uripple max U 0 ，晶体管导
BUCK型DCDC开关电源芯片的设计与实现
BUCK型DCDC开关电源芯片的设计与实现BUCK型DCDC开关电源芯片是一种常用于电子设备中的降压型直流到直流转换器。
它能够将输入电压降低到较低的输出电压，同时还能够提供高效的电力转换。
本文将介绍BUCK型DCDC开关电源芯片的设计与实现。
首先，BUCK型DCDC开关电源芯片的设计需要考虑以下几个关键因素：1.输入输出电压：确定所需的输入和输出电压范围。
输入电压应该大于最小额定输入电压，输出电压应小于输入电压。
2.输入输出电流：根据应用需求确定所需的输入和输出电流。
这将影响开关器件和滤波器的尺寸选择。
3.开关频率：选择适当的开关频率以平衡功率转换效率和电路尺寸。
较高的开关频率能够减小开关器件尺寸，但可能导致更多的开关损耗。
4.控制方式：选择合适的控制方式，比如PWM调制或恒定频率和变占空比调制。
PWM调制常用于高功率应用，而恒定频率和变占空比调制常用于低功率应用。
接下来是BUCK型DCDC开关电源芯片的实现过程：1.选择电源芯片：根据设计需求，选择适当的BUCK型DCDC开关电源芯片。
考虑芯片的输入输出电压范围、电流能力和控制功能等因素。
2.设计输入和输出滤波器：根据电源芯片的输入输出电流要求，设计适当的输入输出滤波器来减小电流纹波和噪音。
3.设计控制电路：根据选择的控制方式，设计控制电路来生成适当的PWM信号或调制信号。
这可以使用定时器、比较器和反馈电路等元件实现。
4.选择开关器件：根据输入输出电压和电流要求，选择合适的功率开关器件。
这些器件应能够处理所需的功率和频率要求，并具备低开关损耗和低导通电阻。
5.进行电路布局和焊接：根据设计要求，在PCB上进行电路布局和元器件焊接。
应留出足够的空间来放置所有的电路元件，并确保良好的热管理。
6.进行测试和调试：完成电路布局和焊接后，进行对电路的测试和调试。
这包括验证输入输出电压、电流和效率等参数。
如果有必要，进行相应的调整和优化。
最后，完成BUCK型DCDC开关电源芯片的设计与实现后，可以将其应用于各种电子设备中。
DC-DC电路设计技巧及器件选型原则
1.概念：DC-DC指直流转直流电源（Direct Current）。
是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值得电能的装置。
如，通过一个转换器能将一个直流电压（5.0V）转换成其他的直流电压（1.5V或12.0V），我们称这个转换器为DC-DC转换器，或称之为开关电源或开关调整器。
DC-DC转换器一般由控制芯片，电感线圈，二极管，三极管，电容器构成。
在讨论DC-DC转换器的性能时，如果单针对控制芯片，是不能判断其优劣的。
其外围电路的元器件特性，和基板的布线方式等，能改变电源电路的性能，因此，应进行综合判断。
DC-DC转换器的使用有利于简化电源电路设计，缩短研制周期，实现最佳指标等，被广泛用于电力电子、军工、科研、工控设备、通讯设备、仪器仪表、交换设备、接入设备、移动通讯、路由器等通信领域和工业控制、汽车电子、航空航天等领域。
具有可靠性高、系统升级容易等特点，电源模块的应用越来越广泛。
此外，DC-DC转换器还广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。
在电路类型分类上属于斩波电路。
2.特点：其主要特点是效率高：与线性稳压器的LDO相比较，效率高是DCDC的显著优势。
通常效率在70%以上，重载下高的可达到95%以上。
其次是适应电压范围宽。
A: 调制方式1: PFM（脉冲频率调制方式）开关脉冲宽度一定，通过改变脉冲输出的频率，使输出电压达到稳定。
PFM控制型即使长时间使用，尤其小负载时具有耗电小的优点。
2: PWM（脉冲宽度调制方式）开关脉冲的频率一定，通过改变脉冲输出宽度，使输出电压达到稳定。
PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。
B: 通常情况下，采用PFM和PWM这两种不同调制方式的DC-DC转换器的性能不同点如下。
PWM的频率，PFM的占空比的选择方法。
PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制，且在重负载时自动转换到PWM控制。
02.架构分类1）常见的三种原理架构：A、 Buck（降压型DC/DC转换器）图1 B、Boost（升压型DC/DC转换器）图2 C、Buck-Boost（升降压型DC/DC转换器）图3 2）Buck电路工作原理详解图4伏秒平衡原则：处于稳定状态的电感，电感两端的正伏秒积等于负伏秒积，即：电感两端的伏秒积在一个开关周期内必须平衡。
升压式DC／DC变换器的研究与设计
升压式DC／DC变换器的研究与设计李亚雄摘要如今，随着手机、相机以及平板电脑等各种便携式数码电子产品的快速发展和市场的不断扩大，电子产品扮演着人们日常生活中举足轻重的地位。
电源管理芯片，作为整个电子系统中不可或缺的组成部件，其发展和需求量都得到了迅猛增加。
由于具有转换效率高、小体积是等特点，DC/DC变换器被广泛应用于各种便携式电子产品中。
本文通过分析和研究DC/DC 变换器的三种基本的拓扑结构和工作原理，设计了一款升压式DC/DC变换器。
该升压式DC/DC变换器的输入电压范围为2.7 V-5.5 V，可应用于锂离子电池供电的各种便携式电子产品中，稳定输出电压高达18 V，最大负载电流可达200 mA。
电路调制采用电压控制PWM方式，内建振荡器的频率为1.5 MHz。
为提高系统效率采用同步整流技术。
并且研究了升压型变换器的模型建立，设计了欠压锁定、过温关断等保护电路提升了系统的稳定性。
本文完成了带隙基准电压源、LDO稳压器、PWM比较器、误差放大器、钳位电路、振荡器、系统补偿电路等DC/DC变换芯片控制电路的子模块的设计。
电路基于0.35 μm BCD6S 工艺，使用Cadence Spectre仿真工具完成了系统的仿真验证。
仿真结果表明本文设计的升压式DC/DC变换器切实可行，各项性能均能达到设计目标。
关键词：DC/DC变换器；升压式；设计；仿真；1 引言日常使用的便携式电子产品需要多种电压，但是这些产品通常只能由一组电池供电，所以其必须通过DC/DC 变换器供给所需要的各种直流电压。
依据输入电路与输出电路的之间关系，DC/DC变换器可分为升压型(Boost)、降压型(Bulk)，升压-降压型(Boost-Bulk)和反相型(CuK)DC/DC变换器[1]。
Boost 型DC/DC变换器技术尤其是数控Boost 型DC/DC变换器技术是一门实践性非常强的工程技术，其应用服务于各行各业。
如今Boost 型DC/DC变换器技术融合了电子、系统集成、电气、材料和控制理论等诸多学科领域。