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标题: 开关式DC/DC转换器的选择要点详悉 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2013-9-22 19:34 标题: 开关式DC/DC转换器的选择要点详悉

关键字：开关式DC/DC转换器
下图所示三种变换器的工作原理都是先储存能量，然后以受控方式释放能量，从而得到所需要的输出电压。对某一工作来讲，最佳的开关式DC/DC变换器是可以用最小的安装成本满足系统总体需要的。这可以通过一组描述开关式DC/DC变换器性能的参数来衡量，它们包括：高效率、小的安装尺寸、小的静态电流、较小的工作电压、低噪声、高功能集成度、足够的输出电压调节能力、低安装成本。

工作效率

①电感式DC/DC变换器：电池供电的电感式DC/DC变换器的转换效率为80%～85%，其损耗主要来自外部二极管和调制器开关。

②无电压调节的电荷泵：为基本电荷泵（如TC7660H）。它具有很高的功率转换效率（一般超过90%），这是因为电荷泵的损耗主要来自电容器的ESR和内部开关管的导通电阻（RDS-ON），而这两者都可以做得很低。

③带电压调节的电荷泵：它是在基本电荷泵的输出之后增加了低压差的线性调节器。虽然提供了电压调节，但其效率却由于后端调节器的功耗而下降。为达到最高的效率，电荷泵的输出电压应当与后端调节器调节后的电压尽可能接近。

设计应用中的最佳选择是：无电压调节式电荷泵（在不需要严格的输出调节的应用中），或带电压调节式电荷泵（如果后端调节器两端的压差足够小）。

安装尺寸

①电感式DC/DC变换器：虽然很多新型电感式DC/DC变换器都可以提供SOT封装，但它们通常仍然需要物理外形较大的外部电感器。而且电感式DC/DC变换器的电路布局自身也需要较大的板级空间（额外的去耦、特殊的地线处理、屏蔽等）。

②无电压调节的电荷泵：电荷泵不用电感器，但需要外部电容器。新型电荷泵器件采用SOP封装，工作在较高的频率，因此可以使用占用空间较小的小型电容器（1μF）。电荷泵IC芯片和外部电容器合起来所占用的空间，还不如电感式DC/DC变换器中的电感大。利用电荷泵还很容易获得正、负组合的输出电压。如TCM680器件仅用外部电容即可支持+2 UIN的输出电压。而采用电感式DC/DC变换器要获得同样的输出电压则需要独立的两个变换器，如用一个变换器，就得用具有复杂拓扑结构的变压器。

③带电压调节的电荷泵：增加分立的后端电压调节器占用了更多空间，然而许多此类调节器都有SOT形式的封装，相对减少了占用的空间。新型带电压调节的电荷泵器件，如TCM850，在单个8引脚50lC封装中集成了电荷泵、后端电压调节器和关闭控制。

设计应用中的最佳选择是：无电压调节或带电压调节电荷泵。

静态电流

①电感式DC/DC变换器：频率调制（PFM）电感式DC/DC变换器是静态电流最小的开关式DC/DC变换器，通过频率调制进行电压调节可在小负载电流下使供电电流最小。

②无电压调节的电荷泵：电荷泵的静态电流与工作频率成比例。多数新型电荷泵工作在150kHz以上的频率，从而可使用1μF甚至更小的电容。为克服因此带来的静态电流大的问题，一些电荷泵具有关闭输入引脚，以在长时间闲置的情况下关闭电荷泵，从而将供电电流降至接近零。

③带电压调节的电荷泵：后端电压调节器增加了静态电流，因此带电压调节的电荷泵在静态电流方面比基本电荷泵要差。

设计应用中的最佳选择是：电感式DC/DC变换器，特别是频率调制（PFM）开关式。

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