本應(yīng)用筆記概述了 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，并描述了線(xiàn)性功率傳輸、PWM 功率傳輸、DC-DC 轉(zhuǎn)換器基本框圖和脈沖寬度極限值。它還介紹了 MSK DC-DC 轉(zhuǎn)換器，并討論了該器件的低占空比故障響應(yīng)、特性和響應(yīng)曲線(xiàn)。
        線(xiàn)性功率輸出
       最流行的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器應(yīng)用生動(dòng)地展示了為什么與線(xiàn)性穩(wěn)壓器相比，DC-DC 轉(zhuǎn)換器是唯一合理的選擇。該功能通過(guò) 28V 總線(xiàn)為邏輯或計(jì)算機(jī)電路提供 5V 電壓。
    假設(shè)負(fù)載在 5V 或 5W 時(shí)需要 1A。線(xiàn)性穩(wěn)壓器會(huì)通過(guò) 1A，同時(shí)兩端電壓為 23V，因此浪費(fèi)了 23W。輸入功率28W，效率不到18%！除非應(yīng)用程序恰好需要 23W 加熱器，否則您需要支付兩次費(fèi)用；一次生成 23W，再次消除它。這些 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的典型效率可將廢熱減少一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
    脈寬調(diào)制供電
        這些圖說(shuō)明了最基本的 PWM 操作。 PWM 控制塊將直流輸入轉(zhuǎn)換為可變占空比開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。如果命令高輸出，則開(kāi)關(guān)在大部分周期內(nèi)保持打開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，損耗只是開(kāi)關(guān)導(dǎo)通電阻加上電感器電阻的一個(gè)因素。由于命令的輸出較少，占空比或接通時(shí)間百分比也會(huì)減少。當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，損耗現(xiàn)在包括反激二極管中產(chǎn)生的熱量。在大多數(shù)實(shí)際電源電壓下，該二極管損耗仍然很小，因?yàn)槎O管僅在一部分時(shí)間導(dǎo)通，并且壓降僅占電源電壓的一小部分。
    電感器的作用既是儲(chǔ)存能量又是濾波。通過(guò)這種方式，負(fù)載幾乎不會(huì)受到開(kāi)關(guān)頻率的影響，但會(huì)對(duì)頻率明顯低于開(kāi)關(guān)頻率的調(diào)節(jié)器環(huán)路做出響應(yīng)。
    DC-DC 轉(zhuǎn)換器基本框圖
       DC-DC 轉(zhuǎn)換器的基本模塊包括輸入和輸出濾波器、PWM 控制器、基準(zhǔn)、誤差放大器、帶整流的電源隔離和誤差反饋隔離。輸入濾波器降低了內(nèi)部電流脈沖對(duì)電源總線(xiàn)的影響。根據(jù)應(yīng)用的不同，可能需要額外的外部過(guò)濾。輸出濾波器將大部分電壓脈沖保留在轉(zhuǎn)換器內(nèi)。轉(zhuǎn)換器對(duì)專(zhuān)用外部濾波器組件的需求并不常見(jiàn)，因?yàn)楣╇婋娐繁镜貛缀蹩偸谴嬖陔娫磁月?a target="_blank">電容器。
    誤差放大器對(duì)輸出電壓和參考電壓之間的差值進(jìn)行積分，并向 PWM 控制器發(fā)出信號(hào)，以在輸出低時(shí)延長(zhǎng)脈沖，在輸出高時(shí)縮短脈沖。雖然此示例顯示了反饋信號(hào)的光學(xué)隔離，但 MSK 還使用了基于時(shí)間的變壓器隔離技術(shù)。光學(xué)技術(shù)需要的零件較少，但在設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)范圍時(shí)必須非常小心，以避免在溫度和使用壽命方面出現(xiàn)飽和或不足。
    請(qǐng)注意，該圖使用兩種類(lèi)型的“接地”符號(hào)，但隔離柵將每種類(lèi)型分開(kāi)。盡管很混亂，但如果完全沒(méi)有接地符號(hào)來(lái)繪制該圖會(huì)更正確。該器件的每一半都是一個(gè)浮動(dòng)的兩端電路，其中任一端子都可以“接地”到本地外部電路。可以在負(fù)輸入電壓下工作或輸出負(fù)電壓