第2章 DC-DC转换器


第1章介绍了功率电感器特性的查看方法及工艺特点上的差异。
功率电感器是构成DC-DC转换器等电压变化电路的功能部件,因此其优劣和常数的选择需要符合DC-DC转换器的工作机制。本章介绍DC-DC转换器的工作机制和功率电感器的作用。

2.1 DC-DC转换器简介

DC-DC转换器是将一定范围的输入电压转换为恒定输出电压的电路总称。 其转换方式包括线性稳压器和开关稳压器。另外,电路配置因输入电压的升降而不同,存在多种类型。



 
图2-1 DC-DC转换器的定义

 

2.2 配置DC-DC转换器的必要性

只有电源电路需要配置DC-DC转换器。CPU、内存、LED等配件的运行需要各种DC电压。例如,移动设备的锂离子电池,其电池电压仅为3.7V。调整这些电压差需要配置DC-DC转换器。DC-DC转换器的应用非常普遍,几乎所有电子设备都需要使用。 


 
图2-2 配置DC-DC转换器的必要性

2.3 DC-DC转换器的分类

DC-DC转换器分为线性稳压器和开关稳压器。


 
图2-3 DC-DC转换器的分类


2.3.1 线性稳压器的原理

线性稳压器采用最简单的方式,通过电阻分压转换电压。例如,希望将输入电压的一半转换为输出电压时,可使负载电阻和稳压器的可变电阻相同。


 
图2-3-1 线性稳压器的原理


本方式具有简单、低价的特点,但由于使用电阻,因此具有输入/输出的电位差越大,功率损耗也越大(效率降低)的缺点,从而导致移动设备等的电池使用时间缩短。部分设备还会配置冷却机构,以降低因功率损耗而产生的热量。因此,大多数情况用于功耗较低、输入/输出电位差较小的电路,而功耗较高的电路基本使用开关稳压器。


2.3.2 开关稳压器的原理

开关稳压器由开关元件、电感器和电容器等功能部件的组合电路构成。可通过快速切换开关的ON/OFF以调节输出电压,在理想状态下可实现无损耗电压转换。


 
图2-3-2 开关稳压器的原理


本方式分为绝缘型和非绝缘型。绝缘型开关稳压器采用输入电压(1次侧)和输出电压(2次侧)通过变压器实现绝缘的方式。转换高压电路时,用于防止触电或漏电事故。非绝缘型是相对于绝缘型的叫法,不使用变压器,是输入电压和输出电压之间未进行绝缘的方式。大部分使用电池的移动设备及车载设备的电压较低,因此使用非绝缘型DC-DC转换器。 


目录:第2章 DC-DC转换器
  2.1 DC-DC转换器简介
2.2 配置DC-DC转换器的必要性
2.3 DC-DC转换器的分类

2.4 DC-DC转换器的使用示例

2.5 DC-DC转换器的工作原理