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DC
接线图
2024年01月26日 10:50 184
admin
本应用笔记概述了 DC-DC 转换器，并描述了线性功率传输、PWM 功率传输、DC-DC 转换器基本框图和脉冲宽度极限值。它还介绍了 MSK DC-DC 转换器，并讨论了该器件的低占空比故障响应、特性和响应曲线。
线性功率输出
最流行的 DC-DC 转换器应用生动地展示了为什么与线性稳压器相比，DC-DC 转换器是唯一合理的选择。该功能通过 28V 总线为逻辑或计算机电路提供 5V 电压。
假设负载在 5V 或 5W 时需要 1A。线性稳压器会通过 1A，同时两端电压为 23V，因此浪费了 23W。输入功率28W，效率不到18%！除非应用程序恰好需要 23W 加热器，否则您需要支付两次费用；一次生成 23W，再次消除它。这些 DC-DC 转换器的典型效率可将废热减少一个数量级以上。
脉宽调制供电
这些图说明了最基本的 PWM 操作。 PWM 控制块将直流输入转换为可变占空比开关驱动信号。如果命令高输出，则开关在大部分周期内保持打开状态。当开关导通时，损耗只是开关导通电阻加上电感器电阻的一个因素。由于命令的输出较少，占空比或接通时间百分比也会减少。当开关关闭时，损耗现在包括反激二极管中产生的热量。在大多数实际电源电压下，该二极管损耗仍然很小，因为二极管仅在一部分时间导通，并且压降仅占电源电压的一小部分。
电感器的作用既是储存能量又是滤波。通过这种方式，负载几乎不会受到开关频率的影响，但会对频率明显低于开关频率的调节器环路做出响应。
DC-DC 转换器基本框图
DC-DC 转换器的基本模块包括输入和输出滤波器、PWM 控制器、基准、误差放大器、带整流的电源隔离和误差反馈隔离。输入滤波器降低了内部电流脉冲对电源总线的影响。根据应用的不同，可能需要额外的外部过滤。输出滤波器将大部分电压脉冲保留在转换器内。转换器对专用外部滤波器组件的需求并不常见，因为供电电路本地几乎总是存在电源旁路电容器。
误差放大器对输出电压和参考电压之间的差值进行积分，并向 PWM 控制器发出信号，以在输出低时延长脉冲，在输出高时缩短脉冲。虽然此示例显示了反馈信号的光学隔离，但 MSK 还使用了基于时间的变压器隔离技术。光学技术需要的零件较少，但在设计动态范围时必须非常小心，以避免在温度和使用寿命方面出现饱和或不足。
请注意，该图使用两种类型的“接地”符号，但隔离栅将每种类型分开。尽管很混乱，但如果完全没有接地符号来绘制该图会更正确。该器件的每一半都是一个浮动的两端电路，其中任一端子都可以“接地”到本地外部电路。可以在负输入电压下工作或输出负电压
线性功率输出 最流行的 DC-DC 转换器应用生动地展示了为什么与线性稳压器相比，DC-DC 转换器是唯一合理的选择。该功能通过 28V 总线为逻辑或计算机电路提供 5V 电压。假设负载在 5V 或 5W 时需要 1A。线性稳压器会通过 1A，同时两端电压为 23V，因此浪费了 23W。输入功率28W，效率不到18%！除非应用程序恰好需要 23W 加热器，否则您需要支付两次费用；一次生成 23W，再次消除它。这些 DC-DC 转换器的典型效率可将废热减少一个数量级以上。
脉宽调制供电
这些图说明了最基本的 PWM 操作。 PWM 控制块将直流输入转换为可变占空比开关驱动信号。如果命令高输出，则开关在大部分周期内保持打开状态。当开关导通时，损耗只是开关导通电阻加上电感器电阻的一个因素。由于命令的输出较少，占空比或接通时间百分比也会减少。当开关关闭时，损耗现在包括反激二极管中产生的热量。在大多数实际电源电压下，该二极管损耗仍然很小，因为二极管仅在一部分时间导通，并且压降仅占电源电压的一小部分。电感器的作用既是储存能量又是滤波。通过这种方式，负载几乎不会受到开关频率的影响，但会对频率明显低于开关频率的调节器环路做出响应。
DC-DC 转换器基本框图
DC-DC 转换器的基本模块包括输入和输出滤波器、PWM 控制器、基准、误差放大器、带整流的电源隔离和误差反馈隔离。输入滤波器降低了内部电流脉冲对电源总线的影响。根据应用的不同，可能需要额外的外部过滤。输出滤波器将大部分电压脉冲保留在转换器内。转换器对专用外部滤波器组件的需求并不常见，因为供电电路本地几乎总是存在电源旁路电容器。误差放大器对输出电压和参考电压之间的差值进行积分，并向 PWM 控制器发出信号，以在输出低时延长脉冲，在输出高时缩短脉冲。虽然此示例显示了反馈信号的光学隔离，但 MSK 还使用了基于时间的变压器隔离技术。光学技术需要的零件较少，但在设计动态范围时必须非常小心，以避免在温度和使用寿命方面出现饱和或不足。
请注意，该图使用两种类型的“接地”符号，但隔离栅将每种类型分开。尽管很混乱，但如果完全没有接地符号来绘制该图会更正确。该器件的每一半都是一个浮动的两端电路，其中任一端子都可以“接地”到本地外部电路。可以在负输入电压下工作或输出负电压
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