為您的電源設計選擇轉換器或穩壓IC

為設備設計電源時(shí)，有許多不同的選擇。最大的障礙有時(shí)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(yǔ)。因此，在這里，我們將簡(jiǎn)要介紹直流電源設計中的主要選擇。

直流-直流轉換器與調節器

DC-DC轉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轉換器的主要目的是產(chǎn)生被驅動(dòng)負載所需的輸出電壓。應用可能包括由較高電壓電源驅動(dòng)的低壓電子元件，例如在汽車(chē)應用中。另一方面，低電壓電池電源可能是驅動(dòng)具有較高電壓功率要求的元件。

穩壓IC通過(guò)使用具有輸出負載反饋的控制元件來(lái)穩定輸出電壓，以保持所需的電壓電平。未穩壓DC-DC轉換器的輸出電壓將隨著(zhù)負載電流的增加而降低。穩定非穩壓轉換器需要增加一個(gè)單獨的穩壓電路。通常，術(shù)語(yǔ)轉換器用于產(chǎn)生穩壓輸出電壓的電路，這意味著(zhù)不需要獨立的穩壓器。

有兩種主要類(lèi)型的DC-DC轉換器/穩壓IC可供選擇，線(xiàn)性和開(kāi)關(guān)模式。

線(xiàn)性穩壓IC

線(xiàn)性穩壓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(jiǎn)單，成本低，但這種類(lèi)型的轉換器的效率取決于所需壓降的大小。

開(kāi)關(guān)模式穩壓IC

開(kāi)關(guān)模式穩壓IC的工作原理是利用輸入電壓進(jìn)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(xiàn)性轉換器的主要區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(wú)關(guān)。

線(xiàn)性轉換器與開(kāi)關(guān)模式轉換器相比具有一個(gè)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(kāi)關(guān)轉換器在電路的開(kāi)關(guān)頻率周?chē)鷷?huì )產(chǎn)生顯著(zhù)水平的電氣噪聲。因此，需要對驅動(dòng)噪聲敏感負載的轉換器輸出施加濾波。如果噪聲耦合回輸入電壓源可能會(huì )產(chǎn)生干擾或影響器件一致性，則還需要進(jìn)行輸入濾波。

降壓/降壓穩壓IC

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

升壓/升壓穩壓IC

升壓或升壓穩壓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定輸出電壓，電感器在該存儲打開(kāi)時(shí)釋放。電感產(chǎn)生的電壓增加了已存儲在由輸入電壓驅動(dòng)的電容器中的能量。結果，電容器和電感器結合產(chǎn)生比輸入電壓更大的電壓。輸出電壓由用于驅動(dòng)開(kāi)關(guān)的脈沖寬度模塊信號的標記空間比決定。

降壓-升壓穩壓IC

降壓-升壓轉換器結合了降壓轉換器和升壓轉換器的元件，可在很寬的輸入電壓范圍內產(chǎn)生穩定的輸出電壓。雖然效率低于降壓或升壓電路，但它在應對波動(dòng)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(kāi)關(guān)轉換器為具有安全要求的應用（如醫療設備）提供輸入和輸出電壓線(xiàn)之間的隔離。具有非隔離輸出的開(kāi)關(guān)轉換器在物理上往往更小，效率更高。根據定義，DC-DC線(xiàn)性轉換器將是非隔離的。

反激式轉換器

反激式轉換器是降壓-升壓轉換器的隔離式版本，但使用變壓器的初級繞組代替升壓轉換器中的電感器，并使用次級繞組驅動(dòng)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，可以調整變壓器的匝數比，以管理繞組中的開(kāi)關(guān)占空比和電流，以便在必要時(shí)優(yōu)化性能，從而為設計人員在元件計算中提供更多權衡機會(huì )。

正激式轉換器

正激式轉換器類(lèi)似于反激式轉換器，但響應時(shí)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 -- 這是元件數量增加的結果。

總結

在電源設計方面，有很多選項可供選擇：轉換器和穩壓IC，線(xiàn)性和開(kāi)關(guān)模式，隔離和隔離。市場(chǎng)上還充滿(mǎn)了用于實(shí)現每個(gè)選項的現成組件，允許設計人員選擇最佳選擇并針對其應用進(jìn)行優(yōu)化。

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