為您的電源設計選擇轉(zhuǎn)換器或穩(wěn)壓IC

為設備設計電源時，有許多不同的選擇。最大的障礙有時可能是理解選項之間的差異，一些供應商對同一事物使用各種術(shù)語。因此，在這里，我們將簡要介紹直流電源設計中的主要選擇。

直流-直流轉(zhuǎn)換器與調(diào)節(jié)器

DC-DC轉(zhuǎn)換器采用輸入直流電壓并產(chǎn)生不同的輸出直流電壓。DC-DC轉(zhuǎn)換器的主要目的是產(chǎn)生被驅(qū)動負載所需的輸出電壓。應用可能包括由較高電壓電源驅(qū)動的低壓電子元件，例如在汽車應用中。另一方面，低電壓電池電源可能是驅(qū)動具有較高電壓功率要求的元件。

穩(wěn)壓IC通過使用具有輸出負載反饋的控制元件來穩(wěn)定輸出電壓，以保持所需的電壓電平。未穩(wěn)壓DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓將隨著負載電流的增加而降低。穩(wěn)定非穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換器需要增加一個單獨的穩(wěn)壓電路。通常，術(shù)語轉(zhuǎn)換器用于產(chǎn)生穩(wěn)壓輸出電壓的電路，這意味著不需要獨立的穩(wěn)壓器。

有兩種主要類型的DC-DC轉(zhuǎn)換器/穩(wěn)壓IC可供選擇，線性和開關模式。

線性穩(wěn)壓IC

線性穩(wěn)壓IC使用阻性元件產(chǎn)生壓降，以將輸入直流電壓降低到所需水平。雖然設計簡單，成本低，但這種類型的轉(zhuǎn)換器的效率取決于所需壓降的大小。

開關模式穩(wěn)壓IC

開關模式穩(wěn)壓IC的工作原理是利用輸入電壓進行填充和能量存儲，然后從該存儲產(chǎn)生輸出電壓。存儲是電容式或電感式組件或兩者的組合。與線性轉(zhuǎn)換器的主要區(qū)別在于輸出電壓可以高于或低于輸入電壓。元件損耗決定了電路的效率。該效率與輸入和輸出電壓之間的差異大小無關。

線性轉(zhuǎn)換器與開關模式轉(zhuǎn)換器相比具有一個主要的性能優(yōu)勢。它們產(chǎn)生的電噪聲非常小，輸出電壓的質(zhì)量取決于輸入電壓源的噪聲水平。相比之下，開關轉(zhuǎn)換器在電路的開關頻率周圍會產(chǎn)生顯著水平的電氣噪聲。因此，需要對驅(qū)動噪聲敏感負載的轉(zhuǎn)換器輸出施加濾波。如果噪聲耦合回輸入電壓源可能會產(chǎn)生干擾或影響器件一致性，則還需要進行輸入濾波。

降壓/降壓穩(wěn)壓IC

降壓或降壓穩(wěn)壓IC將通過L-C飛輪電路切換輸入電流以從存儲的能量驅(qū)動負載，從而有效地降低輸入電壓以產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓。輸出電壓將由輸入電壓接通時存儲的能量決定。該電路也可稱為斬波轉(zhuǎn)換器。

升壓/升壓穩(wěn)壓IC

升壓或升壓穩(wěn)壓IC將使用輸入電壓將能量存儲在電感器中，從而產(chǎn)生高于輸入電壓的穩(wěn)定輸出電壓，電感器在該存儲打開時釋放。電感產(chǎn)生的電壓增加了已存儲在由輸入電壓驅(qū)動的電容器中的能量。結(jié)果，電容器和電感器結(jié)合產(chǎn)生比輸入電壓更大的電壓。輸出電壓由用于驅(qū)動開關的脈沖寬度模塊信號的標記空間比決定。

降壓-升壓穩(wěn)壓IC

降壓-升壓轉(zhuǎn)換器結(jié)合了降壓轉(zhuǎn)換器和升壓轉(zhuǎn)換器的元件，可在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓。雖然效率低于降壓或升壓電路，但它在應對波動的輸入電源方面提供了靈活性。

隔離注意事項

使用變壓器的開關轉(zhuǎn)換器為具有安全要求的應用（如醫(yī)療設備）提供輸入和輸出電壓線之間的隔離。具有非隔離輸出的開關轉(zhuǎn)換器在物理上往往更小，效率更高。根據(jù)定義，DC-DC線性轉(zhuǎn)換器將是非隔離的。

反激式轉(zhuǎn)換器

反激式轉(zhuǎn)換器是降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的隔離式版本，但使用變壓器的初級繞組代替升壓轉(zhuǎn)換器中的電感器，并使用次級繞組驅(qū)動輸出。該電路設計提供相同的性能，并且由于變壓器損耗增加，效率略低。然而，可以調(diào)整變壓器的匝數(shù)比，以管理繞組中的開關占空比和電流，以便在必要時優(yōu)化性能，從而為設計人員在元件計算中提供更多權(quán)衡機會。

正激式轉(zhuǎn)換器

正激式轉(zhuǎn)換器類似于反激式轉(zhuǎn)換器，但響應時間更快，更適合提供更高的電流，但不適合高輸出電壓，成本較高，并且需要更大的電路板空間 -- 這是元件數(shù)量增加的結(jié)果。

總結(jié)

在電源設計方面，有很多選項可供選擇：轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓IC，線性和開關模式，隔離和隔離。市場上還充滿了用于實現(xiàn)每個選項的現(xiàn)成組件，允許設計人員選擇最佳選擇并針對其應用進行優(yōu)化。

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