DC/DC電源電路又稱為DC/DC轉換電路

，其主要功能就是進行輸入輸出電壓轉換。一般我們把輸入電源電壓在72V以內的電壓變換過程稱為DC/DC轉換。常見的電源主要分為車載與通訊係列和通用工業與消費係列
，前者的使用的電壓一般為48V、36V、24V等，後者使用的電源電壓一般在24V以下。不同應用領域規律不同，如PC中常用的是12V、5V、3.3V，模擬電路電源常用5V 15V，數字電路常用3.3V等，現在的FPGA、DSP還用2V以下的電壓，諸如1.8V、1.5V、1.2V等。在通信係統中也稱二次電源，它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓，經DC/DC變換以後在輸出端獲一個或幾個直流電壓。

 

DC/DC轉換電路主要分為以下三大類： 

 

①穩壓管穩壓電路。

 

②線性 (模擬)穩壓電路。

 

③開關型穩壓電路

 

 

穩壓管穩壓電路電路結構簡單，但是帶負載能力差
，輸出功率小
，一般隻為芯片提供基準電壓，不做電源使用。

 

選擇穩壓管時一般可按下述式子估算： (1) Uz=Vout; (2)Izmax=(1.5-3)ILmax (3)Vin=(2-3)Vout 這(zhe)種(zhong)電(dian)路(lu)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan)
，可(ke)以(yi)抑(yi)製(zhi)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)的(de)擾(rao)動(dong)，但(dan)由(you)於(yu)受(shou)到(dao)穩(wen)壓(ya)管(guan)最(zui)大(da)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)限(xian)製(zhi)
，同(tong)時(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)又(you)不(bu)能(neng)任(ren)意(yi)調(tiao)節(jie)，因(yin)此(ci)該(gai)電(dian)路(lu)適(shi)應(ying)於(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)不(bu)需(xu)調(tiao)節(jie)
，負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)小(xiao)
，要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)的(de)場(chang)合(he)，該(gai)電(dian)路(lu)常(chang)用(yong)作(zuo)對(dui)供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)的(de)芯(xin)片(pian)供(gong)電(dian)。

 

 

穩壓電路的另一種形式，有些芯片對供電電壓要求比較高，例如AD DA芯片的基準電壓等，這時常用的一些電壓基準芯片如TL431、 MC1403 ,REF02等。TL431是最常用基準源芯片，有良好的熱穩定性能的三端可調分流基準電壓源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從Vref(2.5V)到36V範圍內的任何值。

 

其他的幾個基準電壓源芯片電路類似。

 

 

串(chuan)聯(lian)型(xing)穩(wen)壓(ya)電(dian)路(lu)屬(shu)直(zhi)流(liu)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)一(yi)種(zhong)，其(qi)實(shi)是(shi)在(zai)三(san)端(duan)穩(wen)壓(ya)器(qi)出(chu)現(xian)之(zhi)前(qian)比(bi)較(jiao)常(chang)用(yong)的(de)直(zhi)流(liu)供(gong)電(dian)方(fang)法(fa)，在(zai)三(san)端(duan)穩(wen)壓(ya)器(qi)出(chu)現(xian)之(zhi)前(qian)，串(chuan)聯(lian)穩(wen)壓(ya)器(qi)通(tong)常(chang)有(you)OP放大器和穩壓二極管構成誤差檢測電路

 

 

線性穩壓電路設計方案主要以三端集成穩壓器為主。三端穩壓器
，主要有兩種：

 

一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩壓器，三端穩壓器的通用產品有78係列(正電源)和79係列(負電源)
，輸出電壓由具體型號中的後麵兩個數字代表，有5V
，6V，8V，9V，12V

，15V
，18V，24V等檔次。輸出電流以78(或79)後麵加字母來區分。L表示0.1A,M表示0.5A，無字母表示1.5A，如78L05表求5V 0.1A。

 

另一種輸出電壓是可調的線性穩壓電路，稱為可調輸出三端穩壓器
，這類芯片代表是是LM317(正輸出)和LM337(負輸出)係列。其最大輸入輸出極限差值在40V
，輸出電壓為1.2V-35V(-1.2V--35V)連續可調，輸出電流為0.5-1.5A，輸出端與調整端之間電壓在1.25V，調整端靜態電流為50uA。

 

qijibenyuanlixiangtong，juncaiyongchuanlianxingwenyadianlu。zaixianxingjichengwenyaqizhong，youyusanduanwenyaqizhiyousangeyinchuduanzi，juyouwaijieyuanjianshao，shiyongfangbian，xingnengwending，jiagediliandengyoudian，yinerdedaoguangfanyingyong。

 

 

上麵所述的幾種DCDC轉(zhuan)換(huan)電(dian)路(lu)都(dou)屬(shu)於(yu)串(chuan)聯(lian)反(fan)饋(kui)式(shi)穩(wen)壓(ya)電(dian)路(lu)，在(zai)此(ci)種(zhong)工(gong)作(zuo)模(mo)式(shi)中(zhong)集(ji)成(cheng)穩(wen)壓(ya)器(qi)中(zhong)調(tiao)整(zheng)管(guan)工(gong)作(zuo)在(zai)線(xian)性(xing)放(fang)大(da)狀(zhuang)態(tai)，因(yin)此(ci)當(dang)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)大(da)時(shi)，損(sun)耗(hao)比(bi)較(jiao)大(da)，即(ji)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)不(bu)高(gao)。因(yin)此(ci)使(shi)用(yong)集(ji)成(cheng)穩(wen)壓(ya)器(qi)的(de)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)功(gong)率(lv)都(dou)不(bu)會(hui)很(hen)大(da)，一(yi)般(ban)隻(zhi)有(you)2-3W，這種設計方案僅適合於小功率電源電路。

 

采用開關電源芯片設計的DCDC轉換電路轉化效率高，適用於較大功率電源電路。目前得到了廣泛的應用，常用的分為非隔離式的開關電源與隔離式的開關電源電路。

 

DCDC轉換開關型穩壓電路設計方案，采用開關電源芯片設計的DCDCzhuanhuandianluzhuanhuaxiaolvgao，shiyongyujiaodagonglvdianyuandianlu。muqiandedaoleguangfandeyingyong，changyongdefenweifeigelishidekaiguandianyuanyugelishidekaiguandianyuandianlu。dangrankaiguandianyuanjibendetuopubaokuojiangyaxing
、升壓型
、升降壓型及反激、正激
、橋式變化等等。

 

非隔離式DCDC開關轉換電路設計方案。隔離式DCDC開關轉換電路設計方案。

 

 

DCDC開關轉換集成電路芯片，這類芯片的使用方法與第六條中的LM317非常相似
，這裏用L4960舉例說明，一般是先使用50Hz電源變壓器進行AC-AC變換，將～220V降至開關電源集成轉換芯片輸入電壓範圍比如1.2～34V，由L4960進行DC-DC變換，這時輸出電壓的變化範圍下可調至5V
，上調至40V，最大輸出電流可達2.5A(還可以接大功率開關管進行擴流)
，並且內設完善的保護功能，如過流保護、過熱保護等。盡管L4960的使用方法與LM317差不多
，但開關電源的L4960與線性電源的LM317相比，效率不可同曰而語，L4960最大可輸出100W的功率(Pmax=40V*2.5A=100W)，但本身最多隻消耗7W，所以散熱器很小，製作容易。與L4960類似的還有L296，其基本參數與L4960相同
，隻是最大輸出電流可高達4A
，且具有更多的保護功能，封裝形式也不一樣。這樣的芯片比較多，比如
，LM2576係列，TPS54350，LTC3770等等。 一般在使用這些芯片時，廠家都會詳細的使用說明和典型電路供參考。

 

 

常用的隔離DC/DC轉換主要分為三大類：1.反激式變換。2.正激式變換。3.橋式變換

 

常用的單端反激式DC/DC變換電路，這類隔離的控製芯片型號也不少。控製芯片典型代表是常用的UC3842係列。這種是高性能固定頻率電流的控製器，主要用於隔離AC/DC
、DC/DC轉換電路。其主要應用原理是：電路由主電路、控製電路、啟動電路和反饋電路4 部分組成。主電路采用單端反激式 拓撲
，它是升降壓斬波電路演變後加隔離變壓器構成的，該電路具有結構簡單， 效率高
， 輸入電壓範圍寬等優點。 kongzhidianlushizhenggekaiguandianyuandehexin，kongzhidehaohuaizhijiejuedingledianyuanzhengtixingneng。zhegedianlucaiyongfengzhidianliuxingshuanghuankongzhi，jizaidianyabihuankongzhixitongzhongjiarufengzhidianliufankuikongzhi。 這類方案選擇合適的變壓器及MOSguankeyibagonglvzuodehenda，yuqianmianjizhongshejifanganxiangbidianlujiegoufuza
，yuanqijiancanshuquedingbijiaokunnan
，kaifachengbenjiaogao

，yincixuyaocifanganshikeyiyouxianxuanzeshimianshangbijiaolianjiadeDC/DC隔離模塊。

 

 

很多微處理器和數字信號處理器(DSP)都需要內核電源和一個輸入/輸出(I/O)電源，這些電源在啟動時必須排序。設計師們必須考慮在加電和斷電操作時內核和I/Odianyayuandexiangduidianyaheshixu，yifuhezhizaoshangguidingdexingnengguige。ruguomeiyouzhengquededianyuanpaixu

，jiukenengchuxianbisuohuoguogaodedianliuxiaohao
，zhekenengdaozhiweichuliqiI/O端口或存儲器、可編程邏輯器件(PLD)、現場可編程門陣列(FPGA)或數據轉換器等支持器件的I/O端口損壞。為了確保內核電壓正確偏置之前不驅動I/O負載，內核電源和I/O電源跟蹤是必需的。現在有專門的電源模塊公司量身定做 yixiezhuanyongdekaiguandianyuanmokuai，zhuyaoshinaxieduichuquchangguidianxingnengzhibiaoyiwai
，duiqitijixiao，gonglvmidugao
，zhuanhuanxiaolvgao，fareshao，pingjunwuguzhanggongzuoshijianchang，kekaoxinghao，gengdichengbengenggaoxingnengdeDC/DC電源模塊。這些模塊結合了實現即插即用(plug-and-play)解決方案所需的大部分或全部組件，可以取代多達40個不同的組件。這樣就簡化了集成並加速了設計，同時可減少電源管理部分的占板空間。

 

最傳統和最常見的非隔離式DC/DC電源模塊仍是單列直插(SiP)封裝。這些開放框架的解決方案的確在減少設計複雜性方麵取得了進展。然而
，最 簡單的是在印刷電路板上使用標準封裝的組件。

 

 

本條金律也是本文的總結，很重要。本文這裏主要大致介紹了DCDC電源轉換的穩壓管穩壓、線性(模擬)穩壓、DCDC開關型穩壓三種電路模式的幾種常用的設計方法方案。

 

①需要注意的是穩壓管穩壓電路不能做電源使用，隻能用於沒有功率要求的芯片供電；

 

②線性穩壓電路電路結構簡單，但由於轉化效率低，因此隻能用於小功率穩壓電源中

；

 

③開關型穩壓電路轉化效率高
，可以應用在大功率場合，但其局限性在電路結構相對複雜(尤其是大功率電路)
，不利於小型化。

 

從以上十大法則看出
，在設計過程中，可根據實際需要選擇合適的設計方案。