DCDC电路设计的一些技巧和应该如何选择元器件说明

1.概念：

DC-DC指的是直流电。它是在DC电路中将一个电压值的电能转换成另一个电压值的电能的装置。例如，DC电压(5.0V)可以通过转换器转换成其他DC电压(1.5V或12.0V)。我们称这种转换器为DC-DC转换器，或开关电源或开关调节器。

一般来说，DC-DC转换器由控制芯片、电感、二极管、三极管和电容组成。当讨论DC-DC转换器的性能时，我们可以如果我们只关注控制芯片，就无法判断它是好是坏。其外围电路的元件特性和基板的布线方式都会改变电源电路的性能，所以要综合判断。

DC-DC转换器的使用有助于简化电源电路的设计，缩短开发周期，达到最佳指标等。广泛应用于电力电子、军事工业、科学研究、工业控制设备、通信设备、仪器仪表、交换设备、接入设备、移动通信、路由器、工业控制、汽车电子、航空航天等领域。功率模块具有高可靠性和易于系统升级的特点，应用越来越广泛。此外，DC-DC转换器广泛应用于手机、数码相机、便携式媒体播放器和其他产品。在电路类型分类上属于斩波电路。

2.特点：

其主要特点是效率高：与线性调节器的LDO相比，高效率是DCDC的一个显著优势。通常效率在70%以上，重载下的高效率可达95%以上。其次，适应电压范围广。

答：调制模式

1: PFM(脉冲频率调制模式)

开关脉宽固定，通过改变脉冲输出的频率可以稳定输出电压。PFM控制型的优点是即使长时间使用，功耗也很低，尤其是在小负载下。

2: PWM(脉冲宽度调制)

开关的频率是恒定的，通过改变脉冲输出宽度可以稳定输出电压。PWM控制型效率高，输出电压纹波和噪声好。

b:一般来说，DC-DC转换器在PFM和PWM调制模式下的性能差异如下。

选择PWM的频率和PFM的占空比。PWM/PFM转换型在轻负载下实现PFM控制，在重负载下自动切换到PWM控制。

2.建筑分类

2)详细解释2)降压电路的工作原理

当开关关断时：由于电感上的电流不能突然变化，电感中储存的能量释放给负载，电感电流流过二极管。在这个阶段，电流波形是具有负斜率的对角线。如下图

图7

3.主要技术参数的设计技巧和选择要求

在DC-DC电路设计中，至少应考虑以下条件：

A.外部输入电源电压的范围和输出电流的大小。

B.DC-DC系统的输出电压、电流和最大功率。

1.输入输出电压):Vin/Vout/vout

应根据器件推荐的工作电压范围选择，并考虑实际电压的波动范围，保证不超过器件规格。

2.输出电流):Iout

器件的连续输出电流能力是一个重要参数，选择时应参考，并留有一定的余量。

该参数的选取还需要评估电路的瞬时峰值电流和发热，综合确定，并满足降额要求。

3.输出纹波：VPK峰值

纹波是衡量电路输出电压波动的一个重要参数。注意轻载和重载的纹波。一般轻载纹波较大。注意在核电等场合轻载纹波会不会超过要求。测试各种场景下的实际情况。通常选择20M带宽的示波器进行测试。

4.效率：

轻载重载都要注意。轻负载会影响待机功率，重负载会影响温升。一般10mA在12V输入5V输出下效率在80%以上。

5.瞬态响应：

瞬态响应特性反映了系统在lo时能否及时调整以保证输出电压的稳定

实际上，我们应该注意根据推荐值选择反馈电容。常见值为22p至120pF。

图9

6.开关频率):fsw

常用的开关频率大多在500kHz以上。也有开关频率高的，1.2M到2M。因为开关频率高，开关损耗增加，IC散热设计更好，所以主要集中在5V低压输入，小电流的产品。开关频率与电感、电容的选择有关，其他问题如轻载时的EMC、噪声等也与之有关。

7.反馈电压输出精度：vref

反馈电压应与内部基准电压进行比较，不同的电压应通过外部反馈分压电阻输出。不同产品的参考电压会有所不同，比如0.6~0.8V更换时注意调整反馈电阻。

只要根据制造商的选择，反馈电阻应该是1%精确。的推荐。一般不宜过大，以免影响稳定性。

基准电压的精度影响输出的精度。通常精度在2%以下，比如1%~1.5%。精度高的产品成本会不一样。根据需要选择。

8.线性稳定性和负载稳定性(线路/负载调节):

线性反映了输入电压的变化和输出电压的稳定性。负载稳定性反映输出负载变化和输出电压稳定性。一般要求1%，最高不超过3%。

9.EN等级：

EN电平要满足器件规格的要求，有些ic不能超过特定的电压范围；分压时注意及时关断电阻，考虑在电压波动最大范围内满足。

由于时序控制的需要，此引脚的电容将会增加。为了调整电平和关闭放电，同时应该有对地电阻。

10.保护性能：

过流保护OCP、过温保护OTP等。是必需的，经过保护后，病情消失，可以自行恢复。

11.其他：

要求软启动；以及热阻和封装；使用温度范围应涵盖高低温等。

4.设备选择的一般原则

一般性

高性价比

易于采购，生命周期长

兼容且可替换

资源节约

减免

易于生产和标准化

05.外围设备的选择要求

1.输入电容：满足耐压和输入纹波要求。一般要求耐压在输入电压的1.5~2倍以上。注意，陶瓷电容器的实际容量会随着DC电压的偏置而减小。

2.输出电容：满足耐压和输出纹波要求。一般要求耐压1.5~2倍。

和纹波电容：

3.BST电容器：根据规范的推荐值。一般0.1uF-1uF。耐受电压通常高于输入电压。

4.电感：不同的输出电压需要不同的电感；注意温升和饱和电流要满足裕度要求，一般为最大电流的1.2倍以上(或者电感的饱和电流必须大于最大输出电流+0.5 *电感纹波电流)。通常，选择适当的电感值L，使得IL占输出电流的30%至50%。计算公式：

5.VCC电容器：根据规范要求取值。不应减少或过大。注意耐压。

6.反馈电容：根据规范要求取值。不同厂商的芯片值不同，不同的输出电压会有不同的要求。

7.反馈电阻和EN分压电阻：根据规范要求取值，精度为1%。

06.PCB设计要求

1.输入电容放置在芯片的输入Vin和电源的PGND附近，以减少寄生电感的存在。由于输入电流是不连续的，寄生电感引起的噪声对芯片和逻辑单元的耐压有不良影响。增加电容接地过孔以降低阻抗。

2.电源回路尽量短粗，保持回路面积小，噪声辐射少。SW是噪声源，保证电流，面积尽量小，远离敏感易受干扰的位置。例如，感应

5.5的电容迹线。BST要尽量短，不能太薄。

6.根据设计要求，芯片的散热要尽量通过底部的过孔来增加。