DCDC原理与应用

DC/DC 基本知识 DC/DC 是开关电源芯片。 开关电源，指利用电容、电感的储能的特性，通过可控开关（MOSFET 等）进行高频开关的动作，将输入的电能储存在电容（感）里，当开关断开时，电能再释放给负载，提供能量。其输出的功率或电压的能力与占空比（由开关导通时间与整个开关的周期的比值）有关。开关电源可以用于升压和降压。 我们常用的 DC-DC 产品有两种。一种为电荷泵（Charge Pump），一种为电感储能 DC-DC 转换器。本文详细讲解了这两种 DC/DC 产品的相关知识。 目录 一. 电荷泵 1. 工作原理 2. 倍压模式如何产生 3. 电荷泵的效率 4. 电荷泵的应用 5. 电荷泵选用要点 二. 电感式 DC/DC 1. 工作原理（BUCK） 2. 整流二极管的选择 3. 同步整流技术 4. 电感器的选择 5. 输入电容的选择 6. 输出电容的选择 7. BOOST 与 BUCK 的拓扑结构 一. 电荷泵 电荷泵为容性储能DC-DC 产品，可以进行升压，也可以作为降压使用，还可以进行反压输出。电荷泵消除了电感器和变压器所带有的磁场和电磁干扰。 1. 工作原理 电荷泵是通过外部一个快速充电电容（Flying Capacitor），内部以一定的频率进行开关，对电容进行充电，并且和输入电压一起，进行升压（或者降压）转换。最后以恒压输出。 在芯片内部有负反馈电路，以保证输出电压的稳定，如上图Vout ，经R1,R2 分压得到电压V2，与基准电压VREF做比较，经过误差放大器A，来控制充电电容的充电时间和充电电压，从而达到稳定值。 电荷泵可以依据电池电压输入不断改变其输出电压。例如，它在 1.5X 或 1X 的模式下都可以运行。当电池的输入电压较低时，电荷泵可以产生一个相当于输入电压的 1.5 倍的输出电压。而当电池的电压较高时，电荷泵则在 1X 模式下运行，此时负载电荷泵仅仅是将输入电压传输到负载中。这样就在输入电压较高的时候降低了输入电流和功率损耗。 2. 倍压模式如何产生 以1.5x mode 为例讲解：电压转换分两个阶段完成。 第一阶段 在第一阶段， C1 和C2 串联。假设 C1=C2，则电容充电直到电容电压等于输入电压的一半 VC1+-VC1-=VC2+-VC2-=VIN/2 第二阶段 在第二阶段，C1 和C2 并联，连接在VIN和VOUT之间。 VOUT=VIN+VIN/2=1.5VIN3. 效率 电荷泵的效率是根据电荷泵的升压模式，输入电压和输出电压所决定，如果是以 2 倍压模式进行升压，那么它的效率为 Vout/2Vin。输入电压越小，效率越高。 4. 电荷泵应...