一、直流变换器的设计准则
1、DC/DC转换器设计基本法则
首先,了解DC/DC电源及其分类至关重要。DC/DC电源被广泛应用于多种电压转换场景,不同的领域有其特定的应用,例如PC通常采用12V、5V、3.3V,而模拟和数字电路则常用5V、15V和3.3V。低电压如1.8V、1.5V、1.2V等也被FPGA和DSP广泛采用,这在通讯系统中通常称为二级电源。
DC/DC转换电路主要分为稳压二极管电路、线性(模拟)稳压电路以及开关式稳压电路。
2、DC/DC转换电路设计先进法则
选择齐纳二极管是最基本的设计方案。此电路简洁但负载能力较弱,输出功率较低。选用齐纳二极管时应考虑:
(1) Uz=Vout;
(2) Izmax=(1.5-3)ILmax;
(3) 输入电压=(2-3)输出电压。
这种结构可以降低输入电压波动的影响,适用于负载电流较小且不需调整输出电压的场合。
二、直流变换器的构造
1、主控电路
作为DC/DC变换器的核心,主电路也称为功率模块。
2、驱动模块
DC/DC变换器的驱动电路是必需的,它用于激活四个功率开关管。常见的驱动方式包括直接耦合型和脉冲变压器耦合型。直接耦合型通过两个三极管组成的放大电路来激活开关管,这种方式难以实现与主电路的隔离。而脉冲变压器耦合型则通过增加一个脉冲变压器来实现隔离,虽然这增加了设计的复杂度。
3、控制模块
控制模块具有三种主要控制方式:电压控制、峰值电流控制和平均电流控制。电压控制通过输出电压的反馈进行调节,属于单环控制,简单但存在一定误差。峰值电流控制将锯齿波形转化为电感的瞬时电流叠加小锯齿波形,而平均电流控制则利用双环控制,通过电压环的输出与电感电流反馈比较,实现更为平稳的电流输出。
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