DC-DC转换器的问题

DC指“直流”，即电路中穿过导体由A点至B点的单向电流。DC-DC转换最基本的定义是通过零输出阻抗和无噪声电路DC电压转换为另一种DC电压 (即使是相同的电压).引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/185625.htm

DC-DC工作原理和组成

开关稳压器内置开关/关功率开关 (垂直金属氧化物半导体在大多数情况下使用，简称VMOS，也可以是双极器件)。确定电源开关的开/关周期，然后将能量传递给负载。线性稳压器利用电阻两端的压降调节电压，效果很低。相对而言，开关稳压器几乎没有功耗！ 其秘密就在于功率开关。开关打开时，开关两端电压高，但电流为零。开关关闭时，电流高，电压为零！。电感器的电压和电流反相90度 (而且没有DC因此，开关稳压器的功效很高。

DC/DC转换器

在控制电路的控制下，开关管在开关状态下工作。当开关管导通时，电压通过开关管、储能电感和电容形成电路。充电电流不仅在电容器两端建立直流电压，而且在储能电感上产生左右负的电势；在开关管的截止日期，由于储能电感中的电流不能突变，电感通过自感产生右、左负的脉冲电压。因此，电感右端正的电压→滤波器电容一流二极管→电感器左端构成放电电路，放电电流继续在电容器两端建立直流电压，电容器两端获得的直流电压为负载供电。

DC-DC转换器

一般由哪些部分组成？

开关型DC-DC转换器

芯片通常由控制 开关管(K)，电感线圈(L)，二极管(D)，电容器(C )构成。

线性型DC-DC转换器

,主要部节器主要由晶体管、齐纳二极管和偏置电阻组成

DC-DC转换器

原理及应用

当你的电池最后一焦耳电能耗尽时，功耗和效率将真正呈现出新的含义。以典型的手机为例，即使不打电话，LCD屏幕亮起、显示时间和正在使用的网络运营商也会消耗电力。如果是更高级的手机，也可以播放自己喜欢的MP3音乐或浏览视频数据。然而，每一部手机都增加了一个功能，这实际上增加了电池的负担。对于大多数手机设计师来说，延长可用电源的使用时间是下次充电前手机能持续多久的关键。这意味着电力需要在各种功能模块之间仔细保护和预算，以最大限度地延长电池寿命和使用。

实现真正的效率并不意味着DC-DC转换器能在负载指定的操作点获得多高的效率，而是在DC-DC这种高效率能在转换器的整个载荷范围内持续多久？一般来说，大部分DC-DC转换器指定最高效率的数字，人们毫不犹豫地选择一个非常大的数字（如95%）。但要充分利用这一效率，还需要将转换器的曲柄转移到能够实现最大功率转换的操作点。如果不转到这一点，效率就达不到95%。而且因为这个问题，根据应用载荷，有时甚至效率不到60%。

图1 典型的效率曲线

图1显示A点效率可达95%，B点效率只达60%甚至更低。对于便携式消费品，操作点或负载尺上的差异将非常重要，因为大多数电子设备都有多种功能（如播放音乐、拍照或打电话），每个功能都需要不同的操作点或不同的操作点DC-DC有效负载调节器。对于用户未调用的功能，DC-DC由于图1中的B点，源的功率负载会很轻，95%的效率会急剧降低到50%甚至更低。

以智能手机为例，在智能手机中，为AP(应用处理器)IO或核心电压供电DC-DC重要的是要在多长时间内耗尽电池中的电力。假设您的手机电池在正常使用时可持续供电2~3天(即主要是语音电话)。在此期间(48~72小时)，娱乐活动通常只有一小部分电力，如照片的拍摄和浏览MP播放音乐。这意味着手机不需要剩下的时间AP完成太多任务；可能只是AP用于在待机或休眠模式中刷新DDR存储器。因此，如果AP在这些模式下，它给转换器带来的负载将在标尺的轻负载端，即B点。这表示，AP调节器的功率将永远以50%甚至更低的效率运行，使其成为电池的最大消耗源。可以看出，只选择率标准DC-DC调节器不够。还需要确保调节器能够在整个负载范围内提供高效率，特别是在轻负载和满负载时。

图2 提高轻载荷效率

要解决这个问题，需要创新的解决方案。飞思卡尔推出的一种全新的DC-DC以降压转换器为例，它能在轻负荷下提供高效率。MC34726/7系列是同步降压转换器，可提供高达300台mA或600mA同时实现90%的高效率。如图2所示，转换器的效率可以在接近最高负载时保持高效。对于轻负载(B点)，效率可以保持在80%以上。该装置采用专用可调Z因子模式(Z-Mode)实现了切换架构PWM和PFM在不牺牲瞬态响应、偏压电流或效率的情况下，平稳转换。因此，Z-Mode在负载电流转换过程中，架构大大提高了性能，同时提供了更好的瞬态响应，仍在休眠Z-Mode保持轻负载65μA低偏压电流。

图3 典型应用图

该器件接受2.7～5.5V输入电压范围为300mA/600mA在连续负载电流中提供0.8～3.3V输出电压。此外，其2MHz或4MHz高交换频率也使其非常适合空间有限的便携式设备，如手机PDA、DSC、PND、GPS、PMP还有其他便携式仪器。图3显示了该设备的典型应用。