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技術(shù)文章

DC-DC轉(zhuǎn)換器
DC-DC轉(zhuǎn)換器選型指南
一個(gè)**電源電路是電子產(chǎn)品的可靠性保障，什么樣的電源電路才算是**的電源呢？一些有經(jīng)驗(yàn)的工程師使用穩(wěn)壓器電源時(shí)，都會(huì)考慮如何減小穩(wěn)壓器的紋波，降低功耗，提高電源轉(zhuǎn)換效率，產(chǎn)品尺寸等問題，因?yàn)檫@些問題都是衡量電源好壞的關(guān)鍵。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，電源穩(wěn)壓器的紋波越來越小，轉(zhuǎn)換效率越來越高，輸入電壓越來越低，輸出電壓范圍越來越廣，功能日趨強(qiáng)大，其應(yīng)用范圍覆蓋儀表、通信、安防及消費(fèi)類電子等諸多領(lǐng)域，下面以DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行說明。
 
輸入、輸出與效率
DC-DC轉(zhuǎn)換器 DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓要求在特定的范圍里，輸入電壓太低，無法提供足夠的能量，輸入電壓太高，芯片無法承受。LDO工作效率隨著輸入電壓增加而減少，而DC-DC芯片效率與輸入電壓關(guān)系不大，這是DC-DC*大的優(yōu)點(diǎn)之一。
輸出電流能力是內(nèi)含F(xiàn)ET的DC-DC轉(zhuǎn)換器的的*重要的參數(shù)，ON的DC-DC器件NCP3102能輸出高達(dá)10A的電流，可滿足您對(duì)電源的苛刻要求。
效率定義為輸出功率除以輸入功率，而更高的效率意味著高效的電源管理，ON的DC-DC器件NCP1595效率高達(dá)95%。
 
軟啟動(dòng)
硬啟動(dòng)電路剛開始工作時(shí)，由于輸出電容上并沒有積蓄能量，因此電壓很低，電路的反饋回路檢測(cè)到低電壓值時(shí)，將會(huì)采用*寬的PWM來盡快使輸出電壓上升，但是此過程由于反饋回路反應(yīng)很快，因此容易造成電流過沖，損壞電路元件。
應(yīng)用軟啟動(dòng)技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)在于：
輸出電壓上升的速度減慢，啟動(dòng)電流得到控制，從而保護(hù)了負(fù)載；
大大降低了對(duì)前級(jí)電源瞬輸出態(tài)功率的要求；
ON大部分的器件支持軟啟動(dòng)技術(shù)。
DC-DC轉(zhuǎn)換器
上下電順序控制
建立和維持合適的電源環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要，特別是FPGA、DSP、ARM等處理器的設(shè)計(jì)中，為了避免閂鎖、浪涌電流或I/O爭(zhēng)用等問題，可能需要多達(dá)4到5路或更多個(gè)電源按照規(guī)定的順序和斜率進(jìn)行上下電。此外，許多應(yīng)用還要求上電順序和緩上電斜率可調(diào)節(jié)，以適應(yīng)各種不同的情況。
NCP3120/3221/3122/3123集成上下電控制功能，而且還支持級(jí)聯(lián)工作。
DC-DC轉(zhuǎn)換器
 
電壓模式控制和電流模式控制
控制開關(guān)DC-DC變換器的反饋回路和穩(wěn)壓特性有兩種方法：電壓模式控制和電流模式控制。
在電壓模式控制中，變換器的占空因數(shù)正比于實(shí)際輸出電壓與理想輸出電壓之間的誤差差值；在電流模式控制中，占空因數(shù)正比于額定輸出電壓與變換器控制電流函數(shù)之間的誤差差值(控制電流可以是非隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的開關(guān)電流或隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的變壓器初級(jí)電流)。  
電壓模式控制只響應(yīng)輸出（負(fù)載）電壓的變化。這意味著變換器為了響應(yīng)負(fù)載電流或輸入線電壓的變化，它必須“等待”負(fù)載電壓的相應(yīng)變化。這種等待延遲會(huì)影響變換器的穩(wěn)壓特性。
假若可以在單個(gè)變換周期內(nèi)響應(yīng)負(fù)載電流的變化，則“等待”問題和與電壓模式控制有關(guān)的相應(yīng)負(fù)載調(diào)整補(bǔ)償可以消除，而用電流模式控制可以做到這點(diǎn)。電流模式控制在逐個(gè)脈沖上控制輸出電流，換言之，電流模式控制比電壓模式控制有著更優(yōu)越的輸入瞬態(tài)響應(yīng)和輸出瞬態(tài)響應(yīng)。
DC-DC轉(zhuǎn)換器
 
開關(guān)模式與頻率
DC-DC轉(zhuǎn)換器 DC-DC轉(zhuǎn)換器工作頻率越高意味著外部電路體積更小，能提供更高的功率密度，在一定程序上，輸出波紋也會(huì)變小。
PWM (pulse width modulation) 脈沖寬度調(diào)制：控制頻率恒定而脈沖寬度可變。這種調(diào)制方式應(yīng)用得*廣泛。
PFM (pulse frequency modulation) 脈沖頻率調(diào)制：基準(zhǔn)振蕩器的導(dǎo)通時(shí)間固定，而頻率可變。在負(fù)載比較輕的時(shí)候這種調(diào)制方式用得比較多。
ON的DC-DC器件NCP1526、NCP1522B、NCP1523B工作頻率高達(dá)3000KHz。
 
封裝
根據(jù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，無鉛封裝的電子元件已經(jīng)廣泛使用，ON的DC-DC器件都可提供無鉛綠色封裝（Pb-Free）。
 
工作溫度范圍
ON的DC-DC器件提供商用級(jí)、工業(yè)級(jí)及汽車級(jí)???芯片。針對(duì)您的工作場(chǎng)合，選擇合適的器件。
 
過熱關(guān)斷
DC-DC芯片里集成了MOSFET，大電流流經(jīng)芯片就會(huì)發(fā)熱，雖然芯片效率較高，芯片的發(fā)熱可以得到有效控制。但是，為了保護(hù)自身，所有轉(zhuǎn)換器芯片都集成了過熱保護(hù)功能。器件如果在使用過程中自身溫度過高，轉(zhuǎn)換器會(huì)自動(dòng)停止工作并等待溫度降低到額定工作溫度范圍。
ON的DC-DC器件已經(jīng)集成了過熱關(guān)斷功能。
 
集成度
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，表面貼裝的電感器、電容器以及高集成度的電源控制芯片的成本不斷降低，DC-DC轉(zhuǎn)換器體積越來越小。當(dāng)出現(xiàn)了導(dǎo)通電阻很小的MOSFET后，不需要外部的大功率FET就可以輸出很大功率，譬如ON的NCP3101（6A）， NCP3102（10A）！
隨著集成度的提高，許多新型DC-DC轉(zhuǎn)換器僅需要外接幾只電感器和濾波電容等就可以工作，簡(jiǎn)化了電路的設(shè)計(jì)和提高了產(chǎn)品的可靠性，如NCP1595等。