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dcdc转换器组成,DCDC转换器的工作原理及应用方案

发布时间:2023-07-31 14:38:22编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对dcdc转换器组成,DCDC转换器的工作原理及应用方案不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

dcdc转换器组成,DCDC转换器的工作原理及应用方案

WAYON Vian | koyu LEC光学电子新起点新征程,DCDC炼化之路WAYON Vian | koyu LEC光学电子新起点新征程,DCDC炼化之路随着新能源汽车、5G通信、工业4.0、人工智能的快速发展,电源管理芯片的应用场景越来越丰富。与此同时,传统行业,如网通、计算机、安防、工业、消费电子等市场不断增长,对电源管理芯片的需求也同步上升。

DCDC是为DC供电的电源管理芯片之一。广泛应用于各类电子产品中,是名副其实的电子产品心脏。广义的DCDC包括线性调节器(LDO)、开关调节器(DCDC)和电荷泵调节器(电荷泵)。我们通常称DCDC为开关调节器。

DCDC的工作原理是通过控制开关元件的开合来传递能量。其工作原理决定了DC/DC具有高效率、高功率密度、宽输入电压等优点。可以实现降压和升压,热性能优异。下图显示了DCDC的常见拓扑。图1 DCDC常用的拓扑结构

DCDC开关电源高功率密度的优势更适合大电流、高电压、高效率和小型化的应用,如基站、数据中心、机器人、新能源汽车等新兴行业。根据未来智库的数据分析,未来五年,DCDC的全球市场规模将达到50亿美元,而中国市场的需求将超过30%。

虽然DCDC市场空间广阔,但主要市场份额被国外模拟芯片巨头占据,国内厂商市场份额较低,国内厂商未来发展空间巨大。

模拟芯片开发周期长,R&D投资大,依赖R&D人员的设计经验和技术的支持。海外模拟芯片厂商大多是IDM模式,产品种类齐全。在历次供应短缺中,中国的半导体市场都不可避免地受到海外厂商供应的限制,客户没有议价能力。因此,DCDC本土化的重要性和紧迫性日益突出。

同时,在芯片产业上升到国家战略层面的背景下,随着国内技术的成熟和产能的提升,国产半导体在DCDC迎来了巨大的发展机遇。

据Frost Sullivan统计,2020年中国电源管理芯片市场规模已超过800亿元,约占全球电源管理芯片市场的35.9%。预计从2020年到2025年,中国电源管理芯片的市场规模将以14.7%的年复合增长率增长,到2025年将达到234.5亿美元的市场规模。DCDC功率芯片约占电源管理芯片市场规模的13.12%,因此2019-2021年中国DCDC功率芯片市场规模分别约为97.48亿元、100.11亿元和105.92亿元。

能源效率和电力供应是任何行业发展的首要关注点。数据中心、安全、网络通信、汽车计算和移动安全对稳压电源和电流源的需求的发展在很大程度上依赖于各种类型的DCDC转换器,这大大增加了DCDC的市场监管要求。卫安将以安防和网通行业应用为起点,充分发挥市场和R&D优势,多线发展,为客户提供更有价值的电源解决方案。

安防监控应用图4卫安DCDC在摄像头上的应用方案安防监控的电源一般是PoE或DC 12V DC电源,通过第一级DCDC降压至5V或3.3V,再通过第二级DCDC转换器降压,为DSP、DDR和PHY供电。网通行业图5维安DCDC在无线路由器上的应用方案网通大部分产品采用12V适配器供电,通过第一级DCDC降压至5V或3.3V,再通过第二级DCDC变换器降压,为各子系统供电。

WD2306的输入电压范围为2.5V至5.5V,输出电压范围为0.6V至3.6V,完全满足DSP的供电要求。最高工作效率可达94%,静态电流20uA,关断电流仅为0.1uA,可有效降低其设备功耗;它集成了高端和低端功率MOSFET,使外部应用电路变得简单。最高开关频率可达2MHz,可采用小尺寸电感降低BOM成本。同时内部集成了多种保护功能,包括过流保护、过压保护、软启动等功能,提高了装置的可靠性。

WD2316的输入电压范围为4.5V至18V,输出电压范围为0.8V至7.0V,最大工作效率为93%,静态电流为170uA,关断电流小于3uA。COT控制模式有利于输出的快速瞬态响应。内部集成了低导通电阻的高端和低端功率MOSFET,同时内部集成了过压保护、软启动、过温保护等功能。其外围电路也比较简单,旨在降低客户的BOM成本。

上述5V/18V DCDC将采用SOT23和SOT563封装,其中SOT563是目前市场上同规格中尺寸最小的,采用先进的倒装芯片封装,大大降低了引线键合带来的寄生参数干扰,进一步提高了效率。

未来,维安将根据自身市场特点,制定DCDC的长期发展规划,以满足各类市场的应用需求。针对网通、安防、电视等传统市场,卫安将于2022年推出3A以下通用性强的5V/18V/28V DCDC产品,并于2022年同步启动40V/60V/80/100V等高压小电流产品开发,满足工业、汽车、BMS等市场需求。

同时,卫安还将规划面向通信、网络、数据中心等行业的CPU、FPGA、SOC等强计算应用的大电流DCDC产品,在3~5年内逐步完善DCDC的产品线。

审核汤梓红

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