最新DCDC总结-概括

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开关电源DCDC基本知识

开关电源DCDC基本知识

II I IL 1 Id 1 D 1
L
d
0
I0
I0
2.输入电流脉动
输入电流增量:
UdDTI I
L
d
L
d
输入电感电流的最大值:
Id
mId
1 2IL
Id
UdDT 2Ld
由无耗性可知: U dId U 0I0,Id U U d 0I0D D 0I0D D 0U R 0 0
Id
mU0(DD 0R0
D0T) 2Ld
开关电源DCDC基本知识
27
3.输出电压的脉动值 当VTon,VD off时,电容C0放电维持输出电压
U 0
D
AV
Uo U
d
VU
当D改变,U0改变 d
U DU
0
d
输出电压平均值 输入电压平均值 (10)
4.输入电流平均值Id
输出电压
P d Id U d U 0 I0
I0
1 D
Id
输入功率 电流
输出电流
开关电源DCDC基本知识
10
5.输出电压纹波分析
当 C0 ,U0con ,但sCto 为有限值
iL iCI0 负载电流
当 t[DT,T]时,T截止,D续流,U0靠C0放电和L0中电流下降维持
三.假设: 1.T,D均为理想器件 2.L0较大,使得在一个周期内电流连续且无内阻 3.直流输出电压U0为恒定 4.整个电路无功耗 5.电路已达稳态
开关电源DCDC基本知识
6
四.电路各点的波形
开关电源DCDC基本知识
7
五.电路分析
iL increase,the equivalent circuit

dcdc电路

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变换器总结

DC-DC变换器总结

DC-DC电路总结首录:名词解释IGBT:(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。

GTR:(Giant Transistor)电力晶体管也称巨型晶体管,是一种电流控制的双极双结大功率、高反压电力电子器件,具有自关断能力。

它既具备晶体管饱和压降低、开关时间短和安全工作区宽等固有特性,又增大了功率容量,因此,由它所组成的电路灵活、成熟、开关损耗小、开关时间短,在电源、电机控制、通用逆变器等中等容量、中等频率的电路中应用广泛。

GTR的缺点是驱动电流较大、耐浪涌电流能力差、易受二次击穿而损坏。

在开关电源和UPS内,GTR正逐步被功率MOSFET和IGBT所代替。

SCR:(Silicon Controlled Rectifier)是可控硅整流器的简称。

可控硅有单向、双向、可关断和光控几种类型。

它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便等优点,被广泛用于可控整流、调压、逆变以及无触点开关等各种自动控制和大功率的电能转换的场合。

GTO:(gate turn-off thyristor)门极可断晶闸管,是一种具有自断能力的晶闸管。

处于断态时,如果有阳极正向电压,在其门极加上正向触发脉冲电流后,GTO 可由断态转入通态,已处于通态时,门极加上足够大的反向脉冲电流,GTO由通态转入断态。

由于不需用外部电路强迫阳极电流为0而使之关断,仅由门极加脉冲电流去关断它;所以在直流电源供电的DC—DC,DC—AC变换电路中应用时不必设置强迫关断电路。

这就简化了电力变换主电路,提高了工作的可靠性,减少了关断损耗,与SCR相比还可以提高电力电子变换的最高工作频率。

DCDC电源基础必学知识点

DCDC电源基础必学知识点

DCDC电源基础必学知识点1. DCDC电源的原理:DCDC电源是一种将一个直流电源转换为另一个直流电源的电子电源。

它通过电子元件(如电感、电容和开关管等)控制电源输入电压的幅值和波形,从而实现电源输出电压的稳压、降压或升压。

2. DCDC电源的分类:根据输入输出电压的关系,DCDC电源可以分为升压电源、降压电源和升降压电源三类;根据转换方式,可以分为线性式DCDC电源和开关式DCDC电源两类。

3. DCDC电源的主要应用领域:DCDC电源广泛应用于电子产品、通信设备、工业自动化、汽车电子、航空航天等领域,用于提供稳定的直流电压给各种电子设备。

4. DCDC电源的工作原理:无论是线性式还是开关式DCDC电源,其基本工作原理都是通过控制开关元件(如开关管)的开关状态和频率,改变电源输入电压的幅值和波形,从而实现稳压和升降压。

5. DCDC电源的关键参数:DCDC电源的关键参数包括输入电压范围、输出电压范围、输出电流、效率、稳定性、噪声等。

6. DCDC电源的设计考虑因素:DCDC电源设计需要考虑输入电压波动、输出电流波动、电磁干扰、热管理、尺寸和成本等因素,并通过合理的电路设计和元器件选择来满足设备对电源的稳定性和可靠性要求。

7. DCDC电源的保护机制:为了保护DCDC电源和负载设备,常见的保护机制包括过压保护、过流保护、过热保护、短路保护等。

8. DCDC电源的故障排除方法:遇到DCDC电源故障时,可以通过检查输入和输出端电压、检查元器件接触和损坏、检查电路连接和布局等方法来排除故障。

9. DCDC电源的发展趋势:随着科技的不断进步和需求的不断变化,DCDC电源正朝着小型化、高效率、高可靠性、多功能等方向发展。

未来可能出现新的DCDC电源技术和应用。

10. DCDC电源的设计和应用需要结合具体的需求,包括输入输出电压范围、功率需求、环境条件等,以确保设计的电源满足设备的要求。

电源设计DC-DC总结

电源设计DC-DC总结

DC/DC设计总结关于DC-DC的学习心得主要涉及芯片的选型、电感、电容、场效应管的选型、频率的选择、以及封装的选择时序的控制等。

下面逐个说说我的学习心得:一、芯片的选型1、芯片的选型首先应该明确需求,并对需求进行合理的分类。

通常按输出电压、供电属性(数字还是模拟)进行分类,如有特殊要求可按照模块等进行分类。

明确了供电输出电压的路数,以及每一路供电电压的供电属性、电电流等属性,我们便可以此作为依据选择芯片:(1)对于大电流的(一般超过1A),一般选择DC/DC芯片,对于小电流的(一般不超过1A),一般选择LDO芯片进行供电。

(2)对于数字供电属性并且电流比较大的的一般采用DC/DC芯片,对于模拟供电的一般采用LDO芯片进行供电。

(3)对于纹波要求比较高的采用LDO芯片,对于纹波要求比较低的可采用DC/DC芯片。

(4)对于EMC要求比较高的采用LDO芯片,对于EMC要求比较低的可采用DC/DC芯片。

2、芯片的选择还应该考虑体积、成本、散热、供电线路、模块化、时序、频率是否可控等。

(1)如果需求对于体积要求比较高,并且电流很小(一般小于1A)可考虑采用LDO 芯片进行供电,对于电流比较小(一般小于3A)可考虑采用集成开关管集成度比较高的DC/DC 芯片,或者采用模块电源。

(2)成本的主要考虑芯片本身的价格,以及加上外围器件的总价格。

通常小电流的LDO 价格相对便宜。

(3)散热的考虑主要与效率有关,特别是LDO如果压差比较大,则效率比较低,热损耗比较大,这时候我们必须考虑芯片的温度是否在规格之内。

(4)如果一路输出给多路供电的时候必须考虑某些供电线路会过长,如果线路过长考虑是否需要加电容储能或者采用分开供电。

(5)如需求有时序要求,选择芯片应考虑芯片是否带有时序控制功能,或者是否带有使能端和缓起功能。

(6)如对于容易产生EMC的应用,最好选用频率可调的芯片,如果出现干扰可调节频率,避开干扰频率。

二、电感的选型以BUCK线路连续工作模式的电感选取为例说明:这里电感的选择是以保证直流输出电流为最小规定电流的10%,也即0.1Ion(Ion为额定输出电流)时,电感电流仍保持连续来选取的。

DCDC设计原理、经验与应用技巧总结

DCDC设计原理、经验与应用技巧总结

DC/DC设计原理、经验与应用技巧总结摘要:DC/DC设计原理、经验与应用技巧总结0关键字:D C/DC,设计原理, 应用技巧0“绿色”系统的发展趋势不仅意味着必须采用环保元器件,还对电子产业提出了节能的挑战。

能源之星(En erg yS tr)和80+等组织都已针对各式消费电子(特别是计算类)颁布了相关规范。

对当前的消费者而言,更长的电池寿命也是个十分吸引的特性。

因此,更长的电池寿命、更小的外形尺寸及各国政府推出的新法规都在要求必需谨慎选择电源元件,尤其是对板上的D C-D C转换器。

这表示着新平台的功率密度、效率和热性能必须大幅提高。

众所周知,设计理想的D C-D C转换器涉及到众多权衡取舍。

功率密度的提高通常意味着总体功耗的增加,以及结温、外壳温度和P CB温度的提升。

同样地,针对中等电流到峰值电流优化D C/D C电源,几乎也总是意味着牺牲轻载效率,反之亦然。

本人结合自己十多年的D C-D C应用经验,谈谈D C-D C转换器的基本原理和设计经验技巧。

来源:大比特半导体器件网D C-D C就是直流-直流变换,一般有升压(BO O ST)、降压(BUC K型)两种。

降压式D C/D C变换器的输出电流较大,多为数百毫安至几安,因此适用于输出电流较大的场合。

降压式D C/D C变换器基本工作原理电路如图1所示。

VT1为开关管,当VT1导通时,输入电压Vi通过电感L1向负载RL供电,与此同时也向电容C2充电。

在这个过程中,电容C2及电感L1中储存能量。

当VT1截止时,由储存在电感L1中的能量继续向RL供电,当输出电压要下降时,电容C2中的能量也向RL放电,维持输出电压不变。

二极管VD1为续流二极管,以便构成电路回路。

输出的电压Vo经R1和R2组成的分压器分压,把输出电压的信号反馈至控制电路,由控制电路来控制开关管的导通及截止时间,使输出电压保持不变。

来源:大比特半导体器件网0图1、降压式D C/D C变换器基本工作原理电路0D C-D C设计技巧0一.D C-D C电路设计至少要考虑以下条件:1.外部输入电源电压的范围,输出电流的大小。

DCDC原理及指标介绍

DCDC原理及指标介绍

DC-DC原理及指标介绍1、开关电源:是一种高频化电能转换装置,其主要利用电子开关器件(如晶体管、MOS管、可控晶闸管等),通过控制电路,使电子开关器件周期性地"接通"和"关断",让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制,从而实现电压变换以及输出电压可调和自动稳压的功能。

开关电源的优势:①功耗低,效率高。

②体积小,重量轻。

③稳压范围宽。

开关电源的损耗来源:①开关管损耗。

②电感电容损耗。

③二级管损耗。

开关电源的损耗分析:开关电源的效率可以达到90%以上,如果精心优化与设计,甚至可以达到95%以上,这在以电池作为电力来源的场合非常重要,例如手机、小型无人机等。

因此开关电源设计的优劣程度将直接影响设备的续航能力。

(1)开关管损耗:这是开关电源的主要损耗,主要包括开关损耗、导通损耗。

因此应该尽量选择导通电阻比较小的开关管作为开关电源的核心元器件。

(2)电感电容损耗:电感损耗主要包括直流电阻损耗,电容损耗主要包括漏电流损耗。

因此应该尽量选择直流电阻较小的电感和漏电流较小的电容元器件。

(3)二极管损耗:主要包括导通损耗和开关损耗。

因此应该尽量选择导通压降较小,反向恢复时间较短的二极管,例如肖特基二极管或快恢复二极管等。

2、开关电源的分类:按照调制方式的不同可分为脉宽调制(PWM)和脉频调制(PFM)两种,目前脉宽调制(PWM)在开关电源中占据主导地位。

按照管子的连接方式可分为串联式开关电源、并联式开关电源和变压器式开关电源三大类。

按照输出电压的不同可分为降压式开关电源和升压式开关电源两种。

按照输入输出类型可分为:AC-AC、DC-AC、AC-DC、DC-DC四种,这里以DC-DC为主进行介绍。

按照是否有电气隔离可分为隔离型开关电源和非隔离型开关电源两种。

3、开关电源的三种基本拓扑结构(以非隔离型为主):DC/DC变换器一般都包括两种基本工作模式:电感电流连续模式(CCM)、电感电流断续模式(DCM)。

DCDC电路原理

DCDC电路原理

DCDC电路原理首先,我们来理解DCDC电路中的基本原理。

DCDC电路通常由两个主要部分组成:开关电路和滤波电路。

开关电路负责将输入电压转换到期望的输出电压级别,而滤波电路则消除开关操作引起的电磁干扰,以保证输出电压稳定和可靠。

在DCDC电路中,输入电压经过开关管控制器的控制,在开关管打开的瞬间,电流通过电感储能,而开关管关闭时,电感中的储能被释放。

通过周期性地打开和关闭开关管,可以将输入电压转换为高频脉冲信号,再经过滤波电路平滑化输出,从而得到所期望的输出电压。

那么为什么要使用DCDC电路呢?其最主要的原因是由于不同设备或电子元器件对电压要求的不同。

有些设备需要低电压供电,如手机芯片、摄像头等;而有些设备需要高电压供电,如LCD显示器、光通信器件等。

DCDC电路可以根据不同的需求,实现不同电压级之间的转换,满足设备的电源要求。

另外,DCDC电路还有以下几个优点:1.提高能量转换效率:相比线性稳压器,DCDC电路的能量转换效率更高。

线性稳压器将高电压通过二极管等元器件实现降压,因此转换效率相对较低,且功耗较大;而DCDC电路通过高频开关转换方式实现电压转换,转换效率可达到90%以上,大大减少能量损耗。

2.实现电源抗干扰能力:DCDC电路能够有效地隔离输入和输出,提供电源稳定性和抗干扰能力。

通过调节开关频率和周期,可以抵抗输入电压的变化和噪声干扰,从而保证输出电压的稳定和可靠。

3.节省空间和成本:DCDC电路可以实现小型化设计,占据的空间相对较小。

这对于一些小型电子设备或集成电路来说非常重要。

此外,由于DCDC电路的高效能转换特性,减少了能源损耗,从而降低了使用成本。

最后,需要注意的是,DCDC电路的设计和使用要考虑到各种因素,如输入和输出电压范围、输出电压精度、转换效率、稳定性等。

在实际应用中,还需要针对具体的设备要求进行合理的选型和配置。

总之,DCDC电路通过开关电路和滤波电路的配合,实现输入电压到期望输出电压的转换。

DCDC电路分析精讲

DCDC电路分析精讲

MP9583内部框图:
MP9583各脚功能:
Pin Symbol 1 BS 2 IN 3 SW 4 GND 5 FB 6 COMP 7 EN 8 SS
Description 自举电容 电源输入 开关输出 地 反馈 补偿使能,高电平开源自低电平关,开路自动起动软起动
2.5V固定输出典型应用:
V =1.222(1+R1/R2)
VOUT=0.92(1+R1/R2)
在LCD数字板上的应用(MC77):
五、SC1102组成的DC-DC电路
SC1102简介:
1、基准电压VREF= 1.265V 2、效率高达95%的同步运行 3、Rds电流感应 4、芯片内具有电源和过压保护功能 5、很少的外部元件 6、软起动功能 7、芯片使能功能
5V固定输出典型应用:
可调节输出典型应用:
在LCD数字板上的应用(26H/GM21):
GM21机芯无Q6,5脚直接接地。
三、MP9583降压型DC-DC电路
MP9583简介:
• • • • • • • • • 3A输出电流,可编程软起动 0.1Ω的内部功率MOSFET开关 输出接陶瓷电容具有低ESR的稳定性 可达95%的效率,20uA的关断模式电流 固定的385KHz工作频率 过热保护,周期性的过流保护,欠压锁定 输入工作电源范围宽:4.75V-23V 输出可调范围:1.22V-21V 基准电压:VREF=1.222V
在LCD数字板上的应用
1、降压:
12V
DC-DC
5V
12V
DC-DC
1.8V
2、升压:
12V
DC-DC
33V
一、MC34063组成的DC-DC电路 MC34063简介:

DCDC电源详解

DCDC电源详解

升降压型电路
BUCK电路工作原理分析
D
S Vin
ห้องสมุดไป่ตู้
L
Vo
Io S
T
D
1-D
Vin-Vo UL
根据L的伏秒平衡原则:
IL
-Vo
∆ Io
Io
(Vin-Vo)*DT=Vo*(1-D)T
Vo=Vin *D
Is
根据L在1-D时间的基本方程: L*ƤIo=Vo *(1-D)T
ƤIo=Vo *(1-D)T/L
BUCK电路工作原理分析
IL(on)=((Vin-Vout)/Lo)*Ton + Imin 在这个阶段,存储在电感上的能量为:
开关电源的拓朴结构
三种基本的非隔离开关电源
D
L
S Vin
Vo Io
Vo=Vin *D
Vo<Vin, 降压型电路
L
D
Vo
Io
Vin
S
Vo=Vin /(1-D)
Vo>Vin, 升压型电路
D
S1 Vin
L D S2
Vo Io
Vo<Vin, 当D<0.5
Vo=Vin *D/(1-D) Vo>Vin 当D>0.5
I+
A
B
面积A=面积B
I-
开关电源的基本分析
电感的基本方程
i(t) + u(t) -
u
(t
)
=
L
di (t) dt
1. 当一电感突然加上一个电压时, 其中的电流逐渐增加, 并且电感量越大电流增加 越慢.
U
I
L
I = Ut L
2. 当一电感上的电流突然中断, 在其两端会产生一瞬时高压, 并且电感量越大该电 压越高

DCDC变换器设计总结

DCDC变换器设计总结

DCDC变换器设计总结DC-DC变换器是一种将直流电压转换为不同直流电压的电力电子装置。

它具有高效率、小体积、可靠性好等优点,在现代电子产品中得到了广泛应用。

本文主要总结了DC-DC变换器的设计过程,并对其中的几个关键要素进行了详细介绍。

首先,DC-DC变换器的设计过程可以分为以下几个步骤:1)确定输入和输出电压要求;2)选择合适的拓扑结构;3)计算元器件的参数;4)进行开关器件和传感器的选取;5)进行稳定性和效率的分析;6)进行仿真验证;7)进行电路板设计和布局;8)制造和测试。

在整个设计过程中,需要充分考虑电路的稳定性、效率、线性度和响应速度等方面的要求。

在选择拓扑结构时,可以根据输入输出电压比例和负载特性来选择。

常见的拓扑结构有降压、升压、降升压、反升压和反降压等。

每种拓扑结构具有不同的工作原理和适用范围。

例如,降压拓扑结构适用于输入电压更高、输出电压更低的情况,而升压拓扑结构则适用于输入电压更低、输出电压更高的情况。

元器件的选择和参数计算是设计过程中的关键环节。

主要的元器件包括开关器件、电感和电容。

开关器件的选择主要考虑其导通和断开的速度、导通和断开时的损耗和热耗散等因素。

电感和电容的选择主要考虑其电流和电压的承受能力、损耗和尺寸等因素。

对于开关频率较高的应用,还需要考虑元器件的电磁兼容性和热耗散问题。

稳定性和效率的分析是设计过程中需要重点考虑的问题。

稳定性主要指的是系统的输出电压和电流在负载变化或输入电压扰动下的稳定性。

效率是指输入和输出之间的能量转换效率。

在进行稳定性和效率分析时,需要考虑电路的反馈控制系统、输出滤波电感和电容的设计以及输入电压和负载的变化。

通过合理选择元器件和参数,可以提高DC-DC变换器的稳定性和效率。

最后,进行仿真验证、电路板设计和制造测试是将设计转化为实际产品的最后几个步骤。

通过仿真验证,可以验证和优化设计方案,减少实际制造过程中的错误和成本。

电路板设计和布局需要考虑信号传输的可靠性和防止电磁干扰。

dcdc 预充电路原理

dcdc 预充电路原理

dcdc 预充电路原理DCDC预充电路原理一、引言DCDC预充电路是电源管理中常见的一种电路,它在电源启动时起到了重要的作用。

本文将介绍DCDC预充电路的原理以及其在电源管理中的应用。

二、DCDC预充电路的作用在使用直流电源时,由于电源电压的不稳定性以及负载的变化,会对电路产生不良影响。

为了解决这个问题,人们设计了DCDC预充电路。

它的作用是在电源启动过程中,通过控制开关管的导通和关闭,实现电源电压的平缓上升,避免电压过大或过小对电路带来的损坏。

三、DCDC预充电路的原理DCDC预充电路的原理是通过电容器的充放电来实现的。

当电源启动时,控制器会将开关管导通,使电源电压通过电容器充电。

当电容器充满电后,控制器会关闭开关管,电容器开始放电。

通过不断重复这个过程,可以实现电源电压的平稳上升。

四、DCDC预充电路的设计要点1.选择合适的电容器:电容器的选择应根据电源的特性和负载的需求来确定。

一般来说,电容器的容量越大,预充电的效果就越好,但同时也会增加成本和体积。

2.确定合适的充放电时间:充放电时间的选择应根据电源的输出能力和负载的需求来确定。

如果充电时间过长,会导致电源启动时间延长;如果放电时间过短,会导致电源电压波动较大。

3.合理设计开关管的控制:开关管的控制应根据电源的特性来确定,以保证电流的稳定流动。

五、DCDC预充电路的应用DCDC预充电路在电源管理中有着广泛的应用。

它常用于电池管理系统、电动车充电器、太阳能电池板等领域。

通过使用DCDC预充电路,可以有效地保护电路和负载,延长电源的使用寿命。

六、总结DCDC预充电路通过充放电电容器的方式,实现电源电压的平缓上升,避免过大或过小的电压对电路的损坏。

在电源管理中,DCDC 预充电路有着广泛的应用,能够有效地保护电路和负载,提高电源的稳定性和可靠性。

通过合理设计和选择,可以提高DCDC预充电路的效果,满足不同应用场景的需求。

总的来说,DCDC预充电路是电源管理中的重要组成部分,它通过充放电电容器的方式实现电源电压的平缓上升,保护电路和负载。

利用数字控制器提高DCDC效率策略总结

利用数字控制器提高DCDC效率策略总结

利用数字控制器提高DCDC效率策略总结.doc利用数字控制器提高DC-DC转换器效率策略总结摘要DC-DC转换器是电力电子系统中的关键组件,广泛应用于各种电源管理领域。

随着电子设备对能效要求的提高,提高DC-DC转换器的效率成为研究的重点。

数字控制器由于其灵活性和可编程性,被广泛用于提升DC-DC转换器的性能。

本文总结了利用数字控制器提高DC-DC转换器效率的策略,包括先进的调制技术、精确的电流检测、动态负载响应和热管理等。

引言DC-DC转换器在各种电源系统中扮演着至关重要的角色,它们负责将输入电压转换为所需的输出电压和电流。

随着技术的发展,对DC-DC转换器的效率和性能要求越来越高。

数字控制器提供了一种有效的方法来提高DC-DC转换器的性能,通过精确控制和优化算法,可以显著提高效率,降低能耗。

数字控制器的优势灵活性和可编程性数字控制器可以根据不同的应用需求进行编程,实现多种控制策略。

高精度控制数字控制器可以提供高精度的时间和电压控制,从而提高转换效率。

易于集成数字控制器可以与微处理器和其他电子元件集成,形成复杂的电源管理系统。

提高效率的策略先进的调制技术PWM(脉宽调制):通过调整开关器件的开关时间,优化能量转换过程。

PFM(脉冲频率调制):在轻载条件下,通过降低开关频率来减少开关损耗。

精确的电流检测使用高精度的电流传感器和数字信号处理技术,实现对电流的精确检测和控制。

动态负载响应利用数字控制器的快速响应特性,实时调整输出以适应负载变化。

热管理通过智能热管理算法,优化散热设计,减少热损耗。

电源管理策略实施先进的电源管理策略,如睡眠模式和唤醒机制,以减少待机功耗。

实施策略硬件设计选择合适的数字控制器,确保其具有足够的处理能力和接口。

软件编程开发高效的控制算法,实现对DC-DC转换器的精确控制。

系统仿真在实际应用之前,通过仿真软件对系统进行测试和优化。

实际应用在实际电源系统中部署数字控制器,并进行现场调试和优化。

dcdc电源数据手册的使能电压

dcdc电源数据手册的使能电压

dcdc电源数据手册的使能电压摘要:1.DC-DC电源概述2.DC-DC电源的使能电压3.使能电压的重要性4.不同类型的DCDC转换器及其使能电压5.应用场景和选择合适的DCDC转换器6.总结正文:【1】DCDC电源概述DCDC电源,全称为直流-直流转换器,是一种将输入直流电压转换为输出直流电压的电子设备。

在现代电子设备中,DCDC电源扮演着至关重要的角色,为各种设备提供稳定的电压供应。

【2】DCDC电源的使能电压DCDC电源的使能电压,是指能够使DCDC电源正常工作的最低电压值。

不同的DCDC电源模块,其使能电压可能会有所不同。

一般来说,DCDC电源的使能电压通常为其输入电压的一定比例,例如50%左右。

【3】使能电压的重要性使能电压对于DCDC电源的运行至关重要。

如果使能电压过低,可能导致DCDC电源无法启动或无法正常工作。

另一方面,过高的使能电压可能会损坏DCDC电源的元件。

因此,正确设置使能电压,对于保证DCDC电源的稳定运行和使用寿命至关重要。

【4】不同类型的DCDC转换器及其使能电压根据不同的应用需求,市场上存在多种类型的DCDC转换器,如升压DCDC转换器、降压DCDC转换器、稳压DCDC转换器等。

这些DCDC转换器的使能电压设置也会有所不同。

例如,升压DCDC转换器的使能电压通常较低,而降压DCDC转换器的使能电压则相对较高。

【5】应用场景和选择合适的DCDC转换器在实际应用中,根据设备的需求和电源供应条件,选择合适的DCDC转换器非常重要。

例如,在电池供电的设备中,升压DCDC转换器可以有效地提高电池的输出电压,以满足设备的需求。

而在需要稳定电压供应的场合,稳压DCDC转换器则是更好的选择。

【6】总结DCDC电源的使能电压是保证其正常工作的关键因素。

在选择和使用DCDC电源时,需要根据实际应用需求和电源供应条件,正确设置使能电压,并选择合适的DCDC转换器。

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DC/DC变换器调研报告一.原理简介开关电源是利用现代电力技术,控制开关晶体管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。

开关电源的工作过程相当容易理解,在线性电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线性电源不同的是,PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态,在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。

与线性电源相比,PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”,即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。

脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。

一旦输入电压被斩成交流方波,其幅值就可以通过变压器来升高或降低。

通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值。

最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。

控制器的主要目的是保持输出电压稳定,其工作过程与线性形式的控制器很类似。

也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器,可以设计成与线性调节器相同。

他们的不同之处在于,误差放大器的输出(误差电压)在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。

二.DCDC现状分布式电源系统应用的普及推广以及电池供电移动式电子设备的飞速发展,其电源系统需用的DC/DC电源模块越来越多。

对其性能要求越来越高。

除去常规电性能指标以外,对其体积要求越来越小,也就是对其功率密度的要求越来越高,对转换效率要求也越来越高,也即发热越来越少。

这样其平均无故障工作时间才越来越长,可靠性越来越好。

因此如何开发设计出更高功率密度、更高转换效率、更低成本更高性能的DC/DC转换器始终是近二十年来电力电子技术工程师追求的目标。

例如:二十年前Lucent公司开发出第一个半砖DC/DC时,其输出功率才30W,效率只有78%。

而如今半砖的DC/DC输出功率已达到300W,转换效率高达93.5%。

三. DCDC电源类型1.直流DC/DC转换器按输入与输出之间是否有电气隔离可以分为两类:一类是有隔离的称为隔离式DC/DC转换器;另一类是没有隔离的称为非隔离式DC/DC转换器。

隔离式DC/DC转换器也可以按有源功率器件的个数来分类。

单管的DC/DC 转换器有正激式(Forward)和反激式(Flyback)两种。

双管DC/DC转换器有双管正激式(DoubleTransistor Forward Converter),双管反激式(Double Transistr Flyback Converter)、推挽式(Push-Pull Converter)和半桥式(Half-Bridge Converter)四种。

四管DC/DC转换器就是全桥DC/DC转换器(Full-BridgeConverter)。

非隔离式DC/DC转换器,按有源功率器件的个数,可以分为单管、双管和四管三类。

单管DC/DC转换器共有六种,即降压式(Buck)DC/DC转换器,升压式(Boost)DC/DC转换器、升压降压式(Buck Boost)DC/DC转换器、Cuk DC/DC转换器、Zeta DC/DC转换器和SEPIC DC/DC转换器。

在这六种单管DC/DC转换器中,Buck和Boost式DC/DC转换器是基本的,Buck-Boost、Cuk、Zeta、SEPIC式DC/DC转换器是从中派生出来的。

双管DC/DC转换器有双管串接的升压式(Buck-Boost)DC/DC转换器。

四管DC/DC转换器常用的是全桥DC/DC转换器(Full-Bridge Converter)。

在功率开关管的电压和电流定额相同时,转换器的输出功率通常与所用开关管的数量成正比。

所以开关管数越多,DC/DC转换器的输出功率越大,四管式比两管式输出功率大一倍,单管式输出功率只有四管式的1/4。

2.按照开关管的开关条件,DC/DC转换器又可以分为硬开关(Hard Switching)和软开关(Soft Switching)两种。

硬开关DC/DC转换器的开关器件是在承受电压或流过电流的情况下,开通或关断电路的,因此在开通或关断过程中将会产生较大的交叠损耗,即所谓的开关损耗(Switching loss)。

当转换器的工作状态一定时开关损耗也是一定的,而且开关频率越高,开关损耗越大,同时在开关过程中还会激起电路分布电感和寄生电容的振荡,带来附加损耗,因此,硬开关DC/DC转换器的开关频率不能太高。

软开关DC/DC转换器的开关管,在开通或关断过程中,或是加于其上的电压为零,即零电压开关(ZVS),或是通过开关管的电流为零,即零电流开关(ZCS)。

这种软开关方式可以显着地减小开关损耗,以及开关过程中激起的振荡,使开关频率可以大幅度提高,为转换器的小型化和模块化创造了条件。

功率场效应管(MOSFET)是应用较多的开关器件,它有较高的开关速度,但同时也有较大的寄生电容。

它关断时,在外电压的作用下,其寄生电容充满电,如果在其开通前不将这一部分电荷放掉,则将消耗于器件内部,这就是容性开通损耗。

为了减小或消除这种损耗,功率场效应管宜采用零电压开通方式(ZVS)。

绝缘栅双极性晶体管(IGBT)是一种复合开关器件,关断时的电流拖尾会导致较大的关断损耗,如果在关断前使流过它的电流降到零,则可以显着地降低开关损耗,因此IGBT宜采用零电流(ZCS)关断方式。

IGBT在零电压条件下关断,同样也能减小关断损耗,但是MOSFET在零电流条件下开通时,并不能减小容性开通损耗。

谐振转换器(RC)、准谐振转换器(QRC)、多谐振转换器(MRC)、零电压开关PWM转换器(ZVS PWM Converter)、零电流开关PWM转换器(ZCS PWM Converter)、零电压转换(ZVT)PWM转换器和零电流转换(ZVT)PWM 转换器等,均属于软开关直流转换器。

电力电子开关器件和零开关转换器技术的发展,促使了高频开关电源的发展。

三.DCDC发展趋势DC-DC变换器电路拓扑的主要发展趋势如下:高频化:为缩小开关变换器的体积,提高其功率密度,并改善动态响应,小功率DC-DC变换器开关频率将由现在的200-500kHz提高到1MHz以上,但高频化又会产生新的问题,如:开关损耗以及无源元件的损耗增大,高频寄生参数以及高频EMI的问题等。

软开关:为提高效率采用各种软开关技术,包括无源无损(吸收网络)软开关技术,有源软开关技术,如:ZVS/ZCS谐振、准谐振、恒频零开关技术等,减小开关损耗以及开关应力,以实现高效率的高频化。

如美国VICOR公司开发的DC-DC高频软开关变换器,48/600W输出,效率为90%,功率密度120W/in3,日本LAMBDA公司采用有源箝位ZVS-PWM正反激组合变换以及同步整流技术,可使DC-DC变换模块的效率达90%。

低压输出:例如现代微处理器的VRM电压将为1.1-1.8V,便携式电子设备的DC-DC变换器输出电压为1.2V,特点是负载变化大,多数情况下工作低于备用模式,长期轻载运行。

要求DC-DC变换器具有如下特征:a)负载变化的整个范围内效率高。

b)输出电压低(CMOS电路的损耗与电压的平方成正比,供电电压低,则电路损耗小)。

c)功率密度高。

这种模块采用集成芯片的封装形式。

优异的电磁兼容性、低噪声:通过以下技术能够改善电磁兼容性,正激型ZCS软开关技术、移相全桥软开关技术、LLC谐振软开关、低噪声驱动处理技术、电磁兼容加固技术。

五.DC-DC模块电源的市场构成1.铁路及轨道交通产业对于中国而言,地大物博,国土面积庞大的同时也有世界上最多人口。

随着中国经济发展增速,它已经从最早单一的以公路运输为主,慢慢发展成公路、铁路、航空、海运为一体的环形运输体系。

但是总体而言,中国的铁路运输网相对发达国家来讲还不健全,还有待进一步的完善。

近几年来,中国高铁、城铁迅速发展,中国也有几十个城市已经在建地铁项目,再加上已有地铁城市的续建工程,中国铁路、轨道建设将进入一个黄金发展时期,对电源模块的需求量也将在未来的几年有一个大的突升。

虽然需求量巨大,但是因为铁路建设及轨道建设的特殊性,中国铁道市场应用的铁路电源模块特点还是相对比较单一。

主要是有以下特点:电压输入范围:DC60-160V (标称值DC110V)模块功率范围:50-200W (一般不超过200W)输出电压:DC5V,12V,13.8V,15V等(也有特殊需求看应用)工作温度范围:-40~85 度(少数高温达100摄氏度)另外铁路及轨道用模块电源,在抗冲击震动,以及浪涌电流等方面,有着更高的要求一般机车载的设备供电电源模块的需求都是DC110V输入的,但是也有相关配套设施,如车站设备,或是轨道铁道上的设备。

这些场合有可能提供的一次电源就是AC220V的交流电,也有可能是通信系统提供的DC48V,或是24V的直流系统。

那么就有可能应用到AC220V输入、DC 300V输入、DC48V输入,DC24V 输入的电源。

再简单介绍下此行业电源模块相关应用:一是车站及地面设备:车站广播系统、车站PIS系统(乘客信息管理系统)、车站监控调度系统、地面记录仪、测速仪、射频应答器、客室控制系统、闭路电视系统、车站AFC系统(自动售检票系统,包括自动售票机、检票机、充值机、闸机等)、车站电力系统、电动扶梯、地铁屏蔽门等二是车载设备:包括行车信息显示屏、车载LED广告机、车载广播系统、车载中央空调系统(制冷系统)、列车牵引系统(驱动控制器、马达)、电源管理系统、列车行业记录仪、列车应答设备、列车照明系统、机车自动门、讯号系统、列车制动系统,列车监控系统等目前,像VICOR、COSEL、LAMBDA模块电源品牌在铁路行业都推出有专门的适应铁路市场的DC110V输入的铁路电源。

2.通信、通讯市场作为模块电源的一大市场,这个行业相对来讲是竞争比较激烈的一个行业。

虽然如此,但是依旧档受不住这个大市场的诱惑。

更随着中国国内3G网络铺建以及3G终端产品的普及,世界各大品牌包括中国国内的一些电源品牌都有针对通讯、通信类市场的产品。

而这个行业虽然应用的电源相对杂乱,但是总结起来主要是分三大类。

我们知道中国三大通信运营商,电信、移动、联通,他们机房提供的一次电源无非分作三类:AC220V,DC48V,DC24V。

AC输入这块需求主要基本上还是国内开关电源所占据,我们暂且不论了;而DC这块的需求,国内国外的品牌模块电源都有一定的市场份额,国外的如EMORSON、SYNQOR、POWER-ONE、COSEL、LAMBDA等模块电源,国内如新雷能、瑞谷、核达等电源品牌都有进入这个领域。

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