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文檔簡介
1、市場質(zhì)量部陳允保Dec,2007DC-DC的定義的定義廣義:廣義:凡是直流變換成直流的電路都可稱為凡是直流變換成直流的電路都可稱為DC-DC電路,常見的有電路,常見的有開關(guān)變換開關(guān)變換和和線性變換線性變換兩種方式。兩種方式。狹義:狹義:通過通過開關(guān)變換開關(guān)變換方式將直流變換成直流的電路方式將直流變換成直流的電路稱為稱為DC-DC電路。電路。DC-DC電路必須有調(diào)整管,調(diào)整管工作于電路必須有調(diào)整管,調(diào)整管工作于開開關(guān)狀態(tài)關(guān)狀態(tài)或或線性放大狀態(tài)線性放大狀態(tài)就決定了其工作方式。就決定了其工作方式。線性變換方式效率低,只有線性變換方式效率低,只有30%50%,調(diào)整管需要,調(diào)整管需要外加散熱板;外加散熱
2、板;開關(guān)變換方式效率最高可達(dá)開關(guān)變換方式效率最高可達(dá)98%,幾乎不需要外加散,幾乎不需要外加散熱板。熱板。DC-DC電路的分類電路的分類1、升壓、降壓和變極性類、升壓、降壓和變極性類2、電流反饋和電壓反饋類、電流反饋和電壓反饋類3、隔離和非隔離類、隔離和非隔離類4、同步和異步類、同步和異步類 同步類效率高,適合大功率場合,效同步類效率高,適合大功率場合,效率可達(dá)率可達(dá)98%98%,應(yīng)用較為廣泛,但紋波干擾,應(yīng)用較為廣泛,但紋波干擾大,在輸入輸出端需增加紋波抑制電路。大,在輸入輸出端需增加紋波抑制電路。工作原理工作原理 如圖所示,基本電路由開關(guān)如圖所示,基本電路由開關(guān)K(實(shí)際電(實(shí)際電路中為三極
3、管或者場效應(yīng)管),續(xù)流二極路中為三極管或者場效應(yīng)管),續(xù)流二極管管D,儲(chǔ)能電感,儲(chǔ)能電感L,濾波電容,濾波電容C等構(gòu)成。等構(gòu)成。 當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電源通過開關(guān)當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電源通過開關(guān)K、電感、電感L給給負(fù)載供電,并將部分電能儲(chǔ)存在電感負(fù)載供電,并將部分電能儲(chǔ)存在電感L以及電容以及電容C中。由于電感中。由于電感L的自感,在開關(guān)接通后,電流的自感,在開關(guān)接通后,電流增大得比較緩慢,即輸出不能立刻達(dá)到電源電壓增大得比較緩慢,即輸出不能立刻達(dá)到電源電壓值。一定時(shí)間后,開關(guān)斷開,由于電感值。一定時(shí)間后,開關(guān)斷開,由于電感L的自感的自感作用(可以比較形象的認(rèn)為電感中的電流有慣性作用(可以比較形象的認(rèn)為電感
4、中的電流有慣性作用),將保持電路中的電流不變,即從左往右作用),將保持電路中的電流不變,即從左往右繼續(xù)流。這電流流過負(fù)載,從地線返回,流到續(xù)繼續(xù)流。這電流流過負(fù)載,從地線返回,流到續(xù)流二極管流二極管D的正極,經(jīng)過二極管的正極,經(jīng)過二極管D,返回電感,返回電感L的的左端,從而形成了一個(gè)回路。左端,從而形成了一個(gè)回路。 通過控制開關(guān)閉合跟斷開的時(shí)間(即通過控制開關(guān)閉合跟斷開的時(shí)間(即PWM脈沖寬度調(diào)制),就可以控制輸出電壓。如果通脈沖寬度調(diào)制),就可以控制輸出電壓。如果通過檢測輸出電壓來控制開、關(guān)的時(shí)間,以保持輸過檢測輸出電壓來控制開、關(guān)的時(shí)間,以保持輸出電壓不變,這就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。出電壓不變
5、,這就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。在在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用數(shù)字板上的應(yīng)用1、降壓:、降壓:2、升壓:、升壓:DC-DC12V5V12V1.8VDC-DCDC-DC12V33V一、一、MC34063組成的組成的DC-DC電路電路 MC34063簡介:簡介: 1、能在、能在3.040V的輸入電壓下工作;的輸入電壓下工作; 2、帶有短路電流限制功能;、帶有短路電流限制功能;3、低靜態(tài)工作電流;、低靜態(tài)工作電流; 4、輸出開關(guān)電流可達(dá)、輸出開關(guān)電流可達(dá)1.5A; 5、輸出電壓可調(diào);、輸出電壓可調(diào);6、工作頻率從、工作頻率從100HZ100KHZ; 7、可構(gòu)成升降壓或反向電源變換器;、可構(gòu)成升降壓或反向電源變換器
6、;8、基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓VREF=1.25V。MC34063內(nèi)部框圖:內(nèi)部框圖:內(nèi)部框圖的電路解釋:內(nèi)部框圖的電路解釋: 振蕩器通過恒流源對外接在振蕩器通過恒流源對外接在3腳上的腳上的定時(shí)電容不斷地充電和放電以產(chǎn)生振蕩波定時(shí)電容不斷地充電和放電以產(chǎn)生振蕩波形。充電和放電電流都是恒定的,所以振形。充電和放電電流都是恒定的,所以振蕩頻率僅取決于外接定時(shí)電容的容量。蕩頻率僅取決于外接定時(shí)電容的容量。Vpp=800mVT=25usf=40KHz 與門的與門的C輸入端在振蕩器對外充電時(shí)為輸入端在振蕩器對外充電時(shí)為高電平,高電平,D輸入端在比較器的輸入電平低輸入端在比較器的輸入電平低于閾值電平時(shí)為高電平,當(dāng)
7、于閾值電平時(shí)為高電平,當(dāng)C和和D輸入端都輸入端都變成高電平時(shí)觸發(fā)器被置為高電平,輸出變成高電平時(shí)觸發(fā)器被置為高電平,輸出開關(guān)管導(dǎo)通,反之當(dāng)振蕩器在放電期間,開關(guān)管導(dǎo)通,反之當(dāng)振蕩器在放電期間,C輸入端為低電平,觸發(fā)器被復(fù)位,使得輸入端為低電平,觸發(fā)器被復(fù)位,使得輸出開關(guān)管處于關(guān)閉狀態(tài)。輸出開關(guān)管處于關(guān)閉狀態(tài)。穩(wěn)壓原理:當(dāng)輸出電壓升高,穩(wěn)壓原理:當(dāng)輸出電壓升高,5腳分腳分得的電壓相應(yīng)升高,高于得的電壓相應(yīng)升高,高于1.25V時(shí)時(shí) 比較器比較器翻轉(zhuǎn)為低電平,與門輸出低電平,觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為低電平,與門輸出低電平,觸發(fā)器輸出低電平,開關(guān)管提前截止,對電感的輸出低電平,開關(guān)管提前截止,對電感的儲(chǔ)能減小,輸
8、出電壓降低。儲(chǔ)能減小,輸出電壓降低。 峰值電流峰值電流Ipk感應(yīng)端感應(yīng)端7腳,通過檢腳,通過檢測連接在測連接在Vcc和和7腳之間電阻上的壓腳之間電阻上的壓降來完成電流限制功能。降來完成電流限制功能。 當(dāng)當(dāng)7腳檢測到電阻上的電壓降超腳檢測到電阻上的電壓降超過過300mV時(shí),電流限制電路開始工時(shí),電流限制電路開始工作,這時(shí)通過作,這時(shí)通過3腳對定時(shí)電容進(jìn)行快腳對定時(shí)電容進(jìn)行快速充電,以減少充電時(shí)間和輸出開速充電,以減少充電時(shí)間和輸出開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間,結(jié)果使得輸出開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間,結(jié)果使得輸出開關(guān)管的關(guān)閉時(shí)間延長,達(dá)到限定輸關(guān)管的關(guān)閉時(shí)間延長,達(dá)到限定輸出電流的目的。出電流的目的。 MC34063組
9、成的升壓電路:組成的升壓電路:Vout=(1R2/R1)1.25=(147/2.2) 1.25=27.95VIout=0.3/Rsc=0.3/0.22=1.36A(最大限定電流)(最大限定電流)MC34063組成的降壓電路:組成的降壓電路:Vout=(1R2/R1)1.25=(13.6/1.2) 1.25=5VIout=0.3/Rsc=0.3/0.33=0.9A(最大限定電流)(最大限定電流)MC34063組成的反極性電路:組成的反極性電路:Vout=(1R2/R1)1.25=(18.2/0.953) 1.25=12VIout=0.3/Rsc=0.3/0.24=1.25A(最大限定電流)(最大
10、限定電流)MC34063組成的電流擴(kuò)展電路:組成的電流擴(kuò)展電路:MC34063組成的正負(fù)電壓電路:組成的正負(fù)電壓電路:MC34063組成的隔離輸出電路:組成的隔離輸出電路:在在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用(冠捷):數(shù)字板上的應(yīng)用(冠捷):二、二、 LM2596降壓型降壓型DC-DC電路電路LM2596簡介:簡介:1、3.3V/5V/12V的固定電壓輸出和可調(diào)電壓輸出的固定電壓輸出和可調(diào)電壓輸出 2、可調(diào)輸出電壓范圍、可調(diào)輸出電壓范圍1.2V37V4% 3、輸入可高達(dá)、輸入可高達(dá)40V,輸出線性好且負(fù)載可調(diào)節(jié),輸出線性好且負(fù)載可調(diào)節(jié) 4、150KHz的內(nèi)部振蕩頻率,輸出電流可高達(dá)的內(nèi)部振蕩頻率,輸出電流
11、可高達(dá)3A 5、低功耗待機(jī)模式,典型值為、低功耗待機(jī)模式,典型值為80A 6、TTL斷電能力,具有過熱保護(hù)和限流保護(hù)功能斷電能力,具有過熱保護(hù)和限流保護(hù)功能 7、外圍電路簡單,僅需、外圍電路簡單,僅需4個(gè)外接元件個(gè)外接元件8、基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓VREF=1.235VLM2596內(nèi)部框圖:內(nèi)部框圖:LM2596各腳功能:各腳功能:PinSymbolDescription1VIN電源輸入電源輸入2OUTPUT輸出端。輸出端。有固定的有固定的3.3V、5V、12V輸出(后輸出(后綴分別為綴分別為-3.3、-05、-12),也有),也有1.2V37V可調(diào)輸出可調(diào)輸出3GND地地4Feedback反饋反饋
12、5ON/OFF芯片起動(dòng)和關(guān)斷端。芯片起動(dòng)和關(guān)斷端。該腳為低該腳為低電平時(shí)芯片起動(dòng),該腳為高電平時(shí)芯片關(guān)斷電平時(shí)芯片起動(dòng),該腳為高電平時(shí)芯片關(guān)斷5V固定輸出典型應(yīng)用:固定輸出典型應(yīng)用:可調(diào)節(jié)輸出典型應(yīng)用:可調(diào)節(jié)輸出典型應(yīng)用:在在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用(數(shù)字板上的應(yīng)用(26H/GM21):):GM21機(jī)芯無機(jī)芯無Q6,5腳直接接地。腳直接接地。三、三、MP9583降壓型降壓型DC-DC電路電路MP9583簡介:簡介: 3A輸出電流,可編程軟起動(dòng)輸出電流,可編程軟起動(dòng) 0.1的內(nèi)部功率的內(nèi)部功率MOSFET開關(guān)開關(guān) 輸出接陶瓷電容具有低輸出接陶瓷電容具有低ESR的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性 可達(dá)可達(dá)95%的效率,
13、的效率,20uA的關(guān)斷模式電流的關(guān)斷模式電流 固定的固定的385KHz工作頻率工作頻率 過熱保護(hù),周期性的過流保護(hù),欠壓鎖定過熱保護(hù),周期性的過流保護(hù),欠壓鎖定 輸入工作電源范圍寬:輸入工作電源范圍寬:4.75V-23V 輸出可調(diào)范圍:輸出可調(diào)范圍:1.22V-21V 基準(zhǔn)電壓:基準(zhǔn)電壓:VREF=1.222VMP9583內(nèi)部框圖:內(nèi)部框圖:MP9583各腳功能:各腳功能:Pin SymbolDescription1BS自舉電容自舉電容2IN電源輸入電源輸入3SW開關(guān)輸出開關(guān)輸出4GND地地5FB反饋反饋6COMP補(bǔ)償補(bǔ)償7EN使能使能,高電平開,低電平關(guān),開路自動(dòng)起動(dòng)高電平開,低電平關(guān),開路
14、自動(dòng)起動(dòng)8SS軟起動(dòng)軟起動(dòng)2.5V固定輸出典型應(yīng)用:固定輸出典型應(yīng)用:VOUT=1.222(1R1/R2)在在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用(數(shù)字板上的應(yīng)用(MS89):):四、四、MP1411降壓型降壓型DC-DC電路電路MP1411簡介:簡介: 2A輸出電流,可達(dá)輸出電流,可達(dá)95%的效率的效率 0.2的內(nèi)部功率的內(nèi)部功率MOSFET開關(guān)開關(guān) 輸出接陶瓷電容具有低輸出接陶瓷電容具有低ESR的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性 23uA的關(guān)斷模式電流,可編程的欠壓鎖定的關(guān)斷模式電流,可編程的欠壓鎖定 固定的固定的380KHz工作頻率工作頻率 過熱保護(hù),周期性的過流保護(hù)過熱保護(hù),周期性的過流保護(hù) 輸入工作電源范圍寬:輸入工
15、作電源范圍寬:4.75V-18V 輸出可調(diào)范圍:輸出可調(diào)范圍:0.92V-16V 基準(zhǔn)電壓:基準(zhǔn)電壓:VREF=0.92VMP1411內(nèi)部框圖:內(nèi)部框圖:MP1411各腳功能:各腳功能:Pin SymbolDescription1、3NC不連接不連接2BS自舉電容自舉電容4IN電源輸入電源輸入5SW開關(guān)輸出開關(guān)輸出6GND地地7FB反饋反饋8COMP補(bǔ)償補(bǔ)償9EN使能,使能,高電平開,低電平關(guān),開路自動(dòng)起動(dòng)高電平開,低電平關(guān),開路自動(dòng)起動(dòng)10SS軟起動(dòng)軟起動(dòng)3.3V固定輸出典型應(yīng)用:固定輸出典型應(yīng)用:VOUT=0.92(1+R1/R2)在在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用(數(shù)字板上的應(yīng)用(MC77):):
16、五、五、SC1102組成的組成的DC-DC電路電路SC1102簡介:簡介: 1、基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓VREF= 1.265V2、效率高達(dá)、效率高達(dá)95%的同步運(yùn)行的同步運(yùn)行3、Rds電流感應(yīng)電流感應(yīng)4、芯片內(nèi)具有電源和過壓保護(hù)功能、芯片內(nèi)具有電源和過壓保護(hù)功能5、很少的外部元件、很少的外部元件6、軟起動(dòng)功能、軟起動(dòng)功能7、芯片使能功能、芯片使能功能SC1102內(nèi)部框圖:內(nèi)部框圖: SC1102各腳功能:各腳功能:3.3V固定輸出典型應(yīng)用:固定輸出典型應(yīng)用:VOUT=(1+R9/R8)1.265在在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用(數(shù)字板上的應(yīng)用(GC32):): 六、六、IRU3037組成的組成的DC-DC電
17、路電路IRU3037簡介:簡介:1、運(yùn)行于單、運(yùn)行于單5V或或12V供電的同步控制器供電的同步控制器2、內(nèi)部、內(nèi)部200KHz固定頻率電壓模式固定頻率電壓模式3、軟起動(dòng)功能、軟起動(dòng)功能4、500mA峰值輸出激勵(lì)能力峰值輸出激勵(lì)能力5、當(dāng)控制、當(dāng)控制MOSFET短路時(shí)保護(hù)輸出短路時(shí)保護(hù)輸出6、基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電壓VREF=1.25VIRU3037內(nèi)部框圖:內(nèi)部框圖:IRU3037各腳功能:各腳功能:PinSymbolDescription1FB反饋端反饋端2VCC內(nèi)部低側(cè)供電內(nèi)部低側(cè)供電3LDrv低側(cè)激勵(lì)輸出低側(cè)激勵(lì)輸出4GND地地5HDrv高側(cè)激勵(lì)輸出高側(cè)激勵(lì)輸出6VC內(nèi)部高側(cè)供電內(nèi)部高側(cè)供電7C
18、OMP補(bǔ)償補(bǔ)償8SS/SD軟起動(dòng)軟起動(dòng)3.3V固定輸出典型應(yīng)用:固定輸出典型應(yīng)用:VOUT=(1+R6/R5)1.25在在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用(數(shù)字板上的應(yīng)用(MS18):):七、七、DC-DC電路檢修注意事項(xiàng)電路檢修注意事項(xiàng)DC-DC電路效率高,溫升低,元件少,電路效率高,溫升低,元件少,因此故障率相對較低,檢修也較容易。但因此故障率相對較低,檢修也較容易。但輸出開關(guān)管、續(xù)流二極管接有感性負(fù)載,輸出開關(guān)管、續(xù)流二極管接有感性負(fù)載,且工作頻率高、電流大,因此輸出部分的且工作頻率高、電流大,因此輸出部分的元件故障率相對高一些。元件故障率相對高一些。 DC-DC電路輸出開關(guān)管有三極管和電路輸出開關(guān)管有三極管和MOSFET之分,三極管多集成在之分,三極管多集成在DC-DC集集成塊內(nèi)部,成塊內(nèi)部,MOSFET有集成在有集成在DC-DC集成集成塊內(nèi)部,也有外接的雙塊內(nèi)部,也有外接的雙MOSFET。 續(xù)流二極管工作于高頻大電流狀態(tài),續(xù)流二極管工作于高頻大電流狀態(tài),多采用恢復(fù)時(shí)間短的肖特基二極管。多采用恢復(fù)時(shí)間短的肖特基二極管。DC-DC電路無輸出應(yīng)重點(diǎn)檢查開關(guān)管和續(xù)流電路無輸出應(yīng)重點(diǎn)檢查開關(guān)管和續(xù)流二極管,續(xù)流二極管多為擊穿損壞;二極管,續(xù)流二極管多為擊穿損壞;代換續(xù)流二極管時(shí),不能用普通的整流管代換,代換續(xù)流二極管時(shí),不能用普通的整流管代換,應(yīng)選用快速恢復(fù)二極管;應(yīng)選用快速恢復(fù)二極管;輸出
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