基于DC/DC转换器电源设计原理、经验与应用技巧总结

二.基于以上两点选择PWM IC要考虑：

1. PWM IC的最大输入电压。

2.PWM开关的频率，这一点的选择关系到系统的效率。对储能电感，电容的大小的选择也有一定影响。

3.MOS管的所能够承受的最大额定电流及其额定功率，如果DC-DC IC内部自带MOS，只需要考虑IC输出的额定电流。

4. MOS的开关电压Vgs大小及最大承受电压。

三.电感(L1)，二极管(CR1)，电容(C2)的选择

1. 电感量：大小选择主要由开关频率决定，大小会影响电源纹波;额定电流，电感的内阻选择由系统功耗决定。

2. 二极管：通常都用肖特基二极管。选择时要考滤反向电压，前向电流，一般情况反向电压为输入电源电压的二倍，前向电流为输出电流的两倍。

3. 电容：电容的选择基于开关的频率，系统纹波的要求及输出电压的要求。容量和电容内部的等效电阻决定纹波大小(当然和电感也有关)。

如何得到一个电源纹波相对较小、对系统其他电路干扰相对较小，而且相对稳定可靠的DC-DC电路，需要对以上电路的原理做如下修改：

1.输入部分：电源输入端需要加电感电容滤波。目的：由于MOS管的开关及电感在瞬间的变化会造成输入电源的波动，尤其是在系统耗电波动较大时，影响更为明显。

2.输出部分：

(1)假定C2的选择的100uF是正确的，我们想得到更小的纹波，可以将100uF的电容改成两颗47uF的电容(基于相同类型的电容);如果100uF电容采用的是铝电解，可以在原来的基础上加一颗10uF的磁片电容或钽电容。

(2) 在输出端再加一颗电容和一颗电容对原来的电源做一个LC滤波，会得到一个纹波更小的电源。

PCB布线时，应注意几点：

1. 输入电源与MOS的连线要尽可能的粗。

2. Vgs也要粗一点，千万不要以为粗细没关系，(注：一般系统功率相对较低时，输出电流不大，粗细的影响不明显)关键时刻会影响电源的稳定性。

3. CR1， L1尽量靠近Q1。C2尽量靠近L1。

4. 反馈电阻的线尽量远离电感L1。

5. 反馈电压的地与系统的地尽量的近，保持在一个电位上。

6. CR1的地线千万要粗，在MOS的打开的时间里，L1的电流是由CR1的通路提供，即由地流向L1。

DC-DC应用技巧

在常见的DC/DC变换器中,有很多的应用技巧是不为工程师所掌握的. 现拿 UTC P3596应用电路来作一个说明,与诸位分享交流:

DC-DC应用技巧一

当我们用这个电路做好 Buck 以后,电感量达到其 Spec. 的要求,却发现负载调整率过低.这种情况下,很多同学都认为芯片品质问题等等. 其实由于芯片的半导体工艺不能使内部的运放的带宽(bandwidth)做的很大.所以我们所做的要么就是屏蔽内部的运放(象我们常见的384X电路 1,2pin的连接方法);要么就是外部来补偿,在 R1 上并一个无极性电容加速内部运放对输出电压的反应。

分析也不是仅针对UTC P3596 的芯片,适用于全部的DC/DC,及其它的开关电源。

开关电源作为一个反馈系统,当我们选用一个运放来做PID(比例积分微分),而我们选用运放要求的带宽要有足够的大,相应的相位裕度也比较大(当然在一定的性价比条件下). 用于适应响应反馈中采样的低频至高频的信号!

我们做低成本的充电器,可以用稳压管. 功率再大一些,就选用 TL431(内部一个运放加晶体管). 对于精度要求更好的,我们肯定不会用TL431或稳压管。对于很多开关电源工程师来说,一但调试搞不定,就会说补偿没调好/变压器没绕好，原因为何?

首先看一下,UC384X 内部结构图(注意看1/2脚之间的运放):

如果我们把2脚接地,用1脚作为反馈端;这实际上,就是把这个内部的运放接成一个跟随器，就是把这个运放给屏蔽了。

DC-DC应用技巧二

在很多情况下,突然撤去负载或输入时,导致 Buck 电路内部的MOSFET 损坏.

分析原因:基本上是输出级的能量无处泄放,一种是自然放电,一种就会反灌!

基本上解决的方法就是在这样的 Buck 电路中,输入级至输出级反方向接一个二极管.

延伸:为什么我们在开关电源中所应用的MOSFET 中会集成一个反向的体二极管。同样我们在用VR(7805/7808 etc.)尽量会加一个反向二极管。

DC-DC应用技巧三

也有很多人说,短路电流大或者短路效果不明显.

碰到这样的可以尝试换一个线径来绕制这个电感，因为不同的线径在相同的磁环(磁棒)上都可以绕制到需求的电感量，但不同的线经会产生不同的ESR(等效电阻),而这个电阻是总负荷的一部分。