點點滴滴學模擬:DC-DC轉換器的一些問題

DC指“直流”，即電路中穿過導體由A點至B點的單向電流。DC-DC轉換最基本的定義就是通過零輸出阻抗和無噪聲電路，將DC電壓轉換為另一種DC電壓 (即使是相同電壓).

　　DC-DC的工作原理與組成

　　開關穩壓器中內置開/關功率開關 (大部分情況下采用垂直金屬氧化物半導體，簡稱VMOS，也可以是雙極型器件)。功率開關的開/關周期確定累積，然后傳送給負載的能量。而線性穩壓器利用電阻兩端的壓降調節電壓，功效非常低。相對來說，開關穩壓器幾乎不存在功率耗散! 其秘密就在于功率開關。當開關打開時，開關兩端電壓高，但電流為零。開關閉合時，穿過開關的電流高，而電壓為零!。由于電感器的電壓和電流90度反相 (而且沒有DC壓降)，因此開關穩壓器的功效非常高。

　　DC/DC轉換器的基本工作原理是：開關管在控制電路的控制下工作在開關狀態。開關管導通時，電壓經開關管、儲能電感和電容構成回路，充電電流不但在電容兩端建立直流電壓，而且在儲能電感上產生左正、右負的電動勢;開關管截止期間，由于儲能電感中的電流不能突變，所以，電感通過自感產生右正、左負的脈沖電壓。于是，電感右端正的電壓→濾波電容一續流二極管→電感左端構成放電回路，放電電流繼續在電容兩端建立直流電壓，電容兩端獲得的直流電壓為負載供電。

　　DC-DC轉換器一般由哪些部分組成?

　　開關型DC-DC轉換器一般由控制芯片 開關管(K)，電感線圈(L)，二極管(D)，電容器(C )構成。

　　線性型DC-DC轉換器,主要部分是線性調節器,由晶體管,齊納二極管,和偏置電阻等組成

　　DC-DC轉換器原理及應用

　　當您電池的最后一焦耳電能被耗盡時，功耗和效率就將真正呈現出新含義。以一款典型的手機為例，即使沒有用手機打電話，LCD屏幕亮起、顯示時間及正在使用的網絡運營商等任務也會消耗電力。如果它是一款更高級的手機，還可以播放您喜愛的MP3音樂或瀏覽視頻數據。不過，每為手機增加一種功能，實際上也增加了電池的負擔。對于大多數手機設計者來說，能否延長可用電力的使用時間是您的手機在下次充電前能夠持續多久的關鍵。這意味著電力需要在各種功能模塊間小心謹慎地保護和預算，以最大限度地延長電池壽命和使用。

　　要實現真正的效率，并不僅僅意味著DC-DC轉換器在負載指定的某個操作點可以獲得多高的效率，而是在DC-DC轉換器整個載荷范圍內這種高效率能夠維持多久。一般來說，大部分DC-DC轉換器都指定可以達到的最大效率數字，而且人們也通過選擇一個非常大的數字(如95%)，毫不猶豫地選擇一個合適的轉換器。然而，要真正地充分利用這個效率，還需要把轉換器的曲柄轉到可以實現最大功率轉換的操作點上。如果未轉到這個點，就不能達到95%的效率。而且因為這個問題，根據所應用的載荷，有時甚至達不到60%的效率。

　　圖1 典型效率曲線

　　圖1顯示在A點可達到95%的效率，在B點卻只能達到60%甚至更低的效率。對于便攜式消費產品，操作點或負載標尺上的這種差異將非常重要，因為大部分這些電子器件都有多種功能(如播放音樂、拍照或撥打電話)，每種功能都要求一個不同的操作點或不同的DC-DC調節器有效負載。對于那些用戶未調用的功能，DC-DC源的功率負載會非常輕，95%的效率將會銳減為50%甚至更低，因為是在圖1中的B點。

　　以智能手機為例，在智能手機中，為AP(應用處理器)IO或核心電壓供電的DC-DC轉換器將在多長時間內把電池內的電力耗盡，這點非常重要。假設您的手機電池在正