DC-DC转换器的基本设计知识|电竞下注平台
点击量: 发布时间:2021-04-27
本文摘要:概述DC-DC转换器控制模块广泛作为消费性电子设备,但他们怎样工作中及其在随意选择转换器商品时最重要的规范是啥?

概述DC-DC转换器控制模块广泛作为消费性电子设备,但他们怎样工作中及其在随意选择转换器商品时最重要的规范是啥?文中大家将解读DC-DC转换器,以帮助讲解在开创精巧而可靠的高能耗等级设计方案时需应对的一些技术性挑戰。大家还将表明随意选择DC-DC转换器时必必须充分考虑的一些重要数据分析表主要参数。正文当AllesandroVolta用铜和锌盘及其浸有食盐水的硬纸板制成充电电池时,那时候仅仅一个奇特的商品,而这类较低输出功率直流电源(DC)具体运用于却非常少。

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伴随着针对电力工程拥有更为掌握的讲解,大家寻找旋转磁石能够在电缆线中传感器出有交流电路(AC),接踵而来就合上了发电量的全球。交流电流仅限于于灯光效果、制冷和驱动电机,而且根据用以变电器,其电压能够提高和降低。之后DC刚开始得到 一些运用于。与AC有所不同的是,DC的正电荷能够储存在充电电池或电力电容器中。

比如,曾一度用这种存储的正电荷为第一部电話供电系统,之后的电話设计方案才能够根据路线出示电力工程。假如您想特殊的直流电源力,能够将电池串联一起。

假如您显而易见务必大功率直流电源,能够在期间用以不具有机械设备传动系统的直流电机-柴油发电机,进而能够造成有所不同的电压。伴随着新的电子设备的大大的经常会出现,务必有所不同的直流电源平,比如真空电磁阀的150V,技术工程师们也刚开始充分考虑怎样必须左右转换直流电源力,DC-DC转换器的定义从而面世。现如今的DC-DC转换器现如今的DC-DC转换器运用于分为有所不同类型:隔绝式和非隔绝式,降血压和变压型或兼而有之的承载压型板。销售市场也可获得不具有特殊输出功率水准和作用的控制模块,在其中很多已沦落一般“商业”构件。

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使我们最先界定“隔绝”的含意:假如在輸出和输入中间不会有电气设备相接(一般来说是短路故障),则该构件说白了隔绝式。隔绝构件有一个內部变电器,在輸出和输入中间以带磁方法传输动能,因而输入能够相对性于輸出“波动”(闻图1)。

大家几日后不容易充分考虑隔绝级别。图1:DC-DC转换器能够是隔绝式或者非隔绝式。非隔绝式DC-DC转换器非常简单的非隔绝式DC-DC转换器是一系列串连电阻,但因为电压降会伴随着特性阻抗电流量而转变,因而具体电源电路用以晶体三极管来降低电压,由系统对电源电路操控以保持该电压稳定。它是一种“线形”稳压电源,一般来说应用三扩展槽TO-220PCB供应。

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但难题是在其中的电压不可以降低而没法提高,而且元器件自身也耗费很多输出功率,尺寸为輸出和输入电压的误差除于特性阻抗电流量。解决困难所述难题的计划方案是“电源模式”稳压电源,其晶体三极管基本上开启或再开,在二种状况下都耗费非常少的输出功率,流过电感和电力电容器后将电压单脉冲传输到输入,以后单脉冲被“光洁”回到DC,根据变化脉冲宽度来操控输入电压。电源模式稳压电源与线性电路相比其高效率有明显增强(图2),电源模式稳压电源的一个非常好特点是还可以配置为提高电压,沦落“降血压”转换器。

当它只作为降低电压时,便是一个“变压”转换器。图2:线形和电源模式耗损比较。

也有别的类型的稳压电源,如能够造成胜输入电压(变压降血压)和能够造成小于或高过因此以輸出电压输入的“SEPIC”电源电路。这在充电电池供电系统运用于中十分简易,在其中的特性阻抗电压在充电电池静电感应时务必保持稳定(图3)。图3:SEPIC转换器解读。

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在很多电源电路中,以超过规格搭建最少高效率是产品研发的重要充分考虑要素,针对DC-DC转换器尤为重要。在减少电源模式转换器的单脉冲頻率时,能够用以较小容积的电感和电力电容器。殊不知,另一个影响因素是晶体三极管在每一个开关电源边沿都是会力学系统一些输出功率,每秒钟开关电源边沿(頻率)就越大,力学系统的输出功率就越低。

因而,高效率和规格通常是分歧的。磁学技术性近期在这种层面彻底没改进,可是最近的碳碳复合材料(SiC)和氮化镓(GaN)等光纤宽带隙半导体技术但是使每一个开关电源边沿的耗损更为小,因而能够应用更高频,容积更为小的带磁元器件。此项技术性使非隔绝式DC-DC转换器具有小于95%的高效率,输入电流量均值100A乃至高些。比如,德州仪器(TI)的PTH04040W额定电压为60A,其输入为0.8V~2.9V移动式,輸出电压为2.95V~5.9V,PCB规格仅有所为51.94x26.54mm。

模块化设计降血压转换器但是于罕见,这儿的一个事例是来源于GECriticalPower的ABXS002A3X41-SRZ,它必须将8~16V輸出转换为16~34V输入,输入电流量为2.2A,控制模块规格为27.9x11.4mm。非隔绝式DC-DC转换器一般来说称之为“特性阻抗点(PoL)”转换器,由于他们能够必需作为CPU或FPGA的典型性特性阻抗上,便于使特性阻抗电压尽可能精确。非常简单的种类具有计算机控制等很多特点,因而特性能够“经营中(onthefly)”调节,以适应能力特性阻抗标准转变,一般来说可用以接口协议(如PMBusTM)的I2C路线进行设定。电压稳压电源控制模块(VRM)是一种必须合乎IC生产商特殊回绝的相近种类PoL,比如来源于Intel的类似商品。

隔绝式DC-DC转换器因为各种各样有所不同的缘故,有可能都务必隔绝。一般来说能够便捷地将輸出和输入短路故障分离出来,便于使电流量途径提取,而会相互影响。一个罕见的运用因此为RS485控制模块供电系统电源电路,作为控制器的隔绝开关电源轨必须劝阻在服务器短路故障和相接机器设备中间的电流量流动性(图4)。

图4:隔绝式RS485控制模块。


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