個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換解決方案都是易于使用但具有兩個(gè)主要缺點(diǎn)的低噪聲線(xiàn)性設(shè)計(jì)。首先，輸出電壓必須始終低于輸入電壓。但是，線(xiàn)性調(diào)節(jié)器非常效率低下，并消散了所提供的功率的很大一部分。其次，根據(jù)輸入和輸出之間的電壓差，線(xiàn)性調(diào)節(jié)器的效率可能為60％或更低。

圖片使用的Adobe股票

開(kāi)關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器的發(fā)明解決了這兩個(gè)問(wèn)題，但需要采用更復(fù)雜的設(shè)計(jì)方法。與線(xiàn)性設(shè)計(jì)相反，切換轉(zhuǎn)換器利用電感和電容組件的能量存儲(chǔ)屬性來(lái)傳遞離散數(shù)據(jù)包中的功率。動(dòng)力脈沖存儲(chǔ)在電感器的磁場(chǎng)或電容器的電場(chǎng)中。

開(kāi)關(guān)控制器可確保僅在每個(gè)切換周期中傳輸負(fù)載所需的功率，從而使此拓?fù)浞浅Ｓ行?。設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)97％或更高的效率。圖1顯示了開(kāi)關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化框圖。

圖1。 開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的簡(jiǎn)化框圖。

圖1中的開(kāi)關(guān)函數(shù)是由功率晶體管執(zhí)行的，該功率晶體管以受控序列在其高效的“ ON”和“ OFF”狀態(tài)之間交替。這與線(xiàn)性設(shè)計(jì)中的連續(xù)操作進(jìn)行了對(duì)比。開(kāi)關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器可以產(chǎn)生高于輸入（向上或逐步向下）或從輸入轉(zhuǎn)換為輸出的輸入的輸出。

輸出可以調(diào)節(jié)或不受監(jiān)管。隨著負(fù)載電流或輸入電壓的變化，不受管制的轉(zhuǎn)換器的輸出電壓發(fā)生了顯著變化。在受監(jiān)管的設(shè)計(jì)中，反饋控制環(huán)（虛線(xiàn)）將輸出電壓饋回開(kāi)關(guān)塊。這會(huì)改變開(kāi)關(guān)操作，以補(bǔ)償與所需值的輸出電壓偏差，無(wú)論它們是由輸入電壓變化引起的（例如，供應(yīng)電池緩慢排出）還是負(fù)載的變化。

簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)拓?fù)涔蚕磔斎牒洼敵鲋g的共同地面電流路徑，因此，電感元素是電感器。一個(gè)孤立的轉(zhuǎn)換器在輸入和輸出之間提供電流隔離，因?yàn)樗ㄟ^(guò)電磁場(chǎng)傳輸功率，由變壓器的相互耦合繞組提供。由于輸出是從輸入中電隔離的，因此輸入電壓與輸出有關(guān)的相同或相反的極性無(wú)關(guān)緊要。在線(xiàn)性設(shè)計(jì)中，接地電流直接在輸入到輸出之間流動(dòng)；因此，隔離不是一種選擇，只需要三個(gè)引腳：VIN，共同點(diǎn)和Vout。

低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器的DC/DC轉(zhuǎn)換器拓?fù)?/p>

在電源設(shè)計(jì)中，幾乎是一個(gè)給定的，更好的性能與更高的成本，增加的復(fù)雜性和更大的占地面積齊頭并進(jìn)。由于小型DC/DC轉(zhuǎn)換器的用戶(hù)對(duì)緊湊的尺寸和成本效益放置了溢價(jià)，因此ROCOM如何滿(mǎn)足其低功率隔離DC/DC產(chǎn)品的要求？

推扣拓?fù)鋸V泛用于孤立的DC/DC轉(zhuǎn)換器。這是一種低成本的方法，可以生成更高，較低或倒置的電壓，因?yàn)樽儔浩鞯霓D(zhuǎn)換比決定了輸出電壓關(guān)系。拓?fù)浜芎?jiǎn)單，效率相當(dāng)，電磁排放相對(duì)較低。

圖2。 帶有不受管制輸出的推動(dòng)DC/DC轉(zhuǎn)換器。

圖2顯示了具有不受監(jiān)管的輸出的孤立推扣直流/直流轉(zhuǎn)換器的框圖。為了節(jié)省空間，可以將振蕩器和驅(qū)動(dòng)晶體管組合成專(zhuān)用的推桿變壓器驅(qū)動(dòng)程序IC。

對(duì)于受調(diào)節(jié)的輸出，簡(jiǎn)單的方法與 +Vout線(xiàn)串聯(lián)添加了一個(gè)線(xiàn)性調(diào)節(jié)器，如圖3所示。此方法實(shí)現(xiàn)了所需的目標(biāo)，并且適合的Wattage DC/DC設(shè)計(jì)。一個(gè)示例是RY/P系列，其中線(xiàn)性調(diào)節(jié)器提供短路保護(hù)以及受調(diào)節(jié)的低噪聲輸出。

圖3。 帶有調(diào)節(jié)輸出的推動(dòng)螺栓DC/DC轉(zhuǎn)換器。

這種類(lèi)型的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)約65-75％的效率。在1 W或2 W以上，化效率成為更高的優(yōu)先級(jí)，需要進(jìn)一步的設(shè)計(jì)改進(jìn)。因此，使用初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)，而不是次級(jí)調(diào)節(jié)。代替線(xiàn)性調(diào)節(jié)器，在次級(jí)側(cè)監(jiān)視輸出電壓，并與所需的電壓進(jìn)行比較，以生成誤差電壓，然后將其發(fā)送回主要側(cè)振蕩器控制器。這會(huì)調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率以將誤差驅(qū)動(dòng)到零。由于這是一個(gè)孤立的設(shè)計(jì)，因此也必須隔離誤差信號(hào)。圖4顯示了ROCOM受管制轉(zhuǎn)換器的額定值3 W及更高的方法，允許效率約為85％。

圖4。 次級(jí)誤差信號(hào)提供了對(duì)主要側(cè)控制器的反饋。

DC/DC轉(zhuǎn)換器需要更復(fù)雜的方法，其功率輸出仍然更高。線(xiàn)性調(diào)節(jié)器不僅以上面討論的方式進(jìn)行了線(xiàn)性調(diào)節(jié)器，而且兩個(gè)次級(jí)二極管也是損失的來(lái)源。電源二極管的正向電壓下降通常為0.5V，這轉(zhuǎn)化為1 A時(shí)的功率損耗為0.5 w。

解決方案是用由兩個(gè)FET和一個(gè)控制器組成的同步整流器代替二極管和線(xiàn)性調(diào)節(jié)器。

圖5。 被動(dòng)矯正（左）與同步矯正（右）。

圖5對(duì)比兩種方法。 FET通過(guò)在周期的前部打開(kāi)并在周期的反向部分關(guān)閉來(lái)充當(dāng)整流器?？焖匍_(kāi)關(guān)和非常低的抗性RD（開(kāi)）的組合約為10MΩ，使FET理想整流器。缺點(diǎn)是它們必須積極驅(qū)動(dòng)，因此需要額外的時(shí)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電路，以使內(nèi)部電壓感知內(nèi)部電壓，并與輸出波形正確打開(kāi)和關(guān)閉兩個(gè)FET。二極管是被動(dòng)設(shè)備，不需要額外的電路才能運(yùn)行，但是同步整流所提供的效率的提高遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了較高輸出電流轉(zhuǎn)換器的成本復(fù)雜性的增加。

從大量更大的電源設(shè)計(jì)中借用的設(shè)計(jì)技術(shù)正在將的DC/DC轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于的效率上。由于客戶(hù)優(yōu)先級(jí)隨著功率水平的增加而變化，因此必須使用適當(dāng)?shù)男薷摹?ROCOM是選擇合適的設(shè)計(jì)的，以的成本和尺寸組合。