dc-dc电路，DCDC电路设计的一些基本知识

很多朋友对dc-dc电路，DCDC电路设计的一些基本知识不是很了解，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。

最早的时候，我们都是自己搭建供电电路。现在集成芯片很多，电子产品中随处可见DC-DC电路。本文和大家分享一些DCDC电路设计的基础知识。01DC-DC概念和特点DC-DC指的是直流电，是在DC电路中把一个电压值的电能变成另一个电压值的电能的装置。

例如，DC电压(5.0V)可以通过转换器转换成其他DC电压(1.5V或12.0V)。我们称这种转换器为DC-DC转换器，或者开关电源或开关调节器。DC-DC转换器一般由控制芯片、电感、二极管、三极管和电容组成。

在讨论DC-DC转换器的性能时，如果仅仅针对控制芯片，是无法判断其优劣的。其外围电路的元件特性和基板的布线方式都会改变电源电路的性能，所以要综合判断。

DC-DC转换器的使用有利于简化电源电路的设计，缩短开发周期，达到最佳指标等。广泛应用于电力电子、军工、科研、工业控制设备、通信设备、仪器仪表、交换设备、接入设备、移动通信、路由器等通信领域和工业控制、汽车电子、航空航天等领域。它具有高可靠性和易于系统升级的特点，功率模块的应用越来越广泛。

此外，DC-DC转换器还广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品。在电路类型分类上属于斩波电路。

其主要特点是高效率：与线性调节器的LDO相比，高效率是DC-DC的一个显著优点。通常效率在70%以上，效率可以达到95%以上。其次，适应电压范围广。02DC-DC调制模式1、PFM(脉冲频率调制模式)以一定的脉冲宽度进行开关，通过改变脉冲输出的频率来稳定输出电压。PFM控制型的优点是即使长时间使用，功耗也很低，尤其是负载较小时。2、PWM(脉冲宽度调制)

开关脉冲的频率是恒定的，通过改变脉冲输出宽度可以稳定输出电压。PWM控制类型具有高效率和良好的输出电压纹波和噪声。通常情况下，PFM和PWM的DC-DC变换器的性能差异表现在：PWM的频率和PFM占空比的选择方法。PWM/PFM转换型在小负载下实现PFM控制，在大负载下自动切换到PWM控制。03DC-DC建筑分类DC-DC建筑有三个共同的原则：

1、Buck(降压DC/DC转换器)2、Boost(升压DC/DC转换器)3、Buck-Boost(降压DC/DC转换器)04设计技巧和参数要求DC-DC电路设计至少要考虑以下几个条件：外部输入电源电压的范围和输出电流的大小。DC-DC系统的输出电压、电流和最大功率。1、输入/输出电压

应根据器件推荐的工作电压范围选择，并考虑实际电压的波动范围，保证不超过器件规格。2、输出电流器件的连续输出电流能力是一个重要参数，选择时应参考，并留有一定的裕量。该参数的选择还应评估电路的瞬时峰值电流和发热情况，综合确定以满足降额要求。3、波纹

纹波是衡量电路输出电压波动的一个重要参数。注意轻载和重载纹波，一般轻载纹波较大。注意在核电等场合轻载纹波会不会超过要求。实际测试是在各种场景载荷下进行的。一般选择20M带宽的示波器进行测试。4、效率要兼顾轻载和重载。轻负载会影响待机功率，重负载会影响温升。一般来说，10mA在12V输入，5V输出时的效率一般在80%以上。5、瞬态响应

瞬态响应特性反映了当负载急剧变化时，系统能否及时调整以保证输出电压的稳定。要求输出电压的波动尽可能小，一般小于峰峰值的10%。实际上，我们应该注意根据推荐值来选择反馈电容。常见值从22p到120pF不等。6、开关频率

常用的开关频率大多在500kHz以上。还有开关频率更高的产品，1.2M到2M。因为开关损耗高，IC散热设计更好，所以主要集中在5V低压小电流输入的产品。开关频率与电感、电容的选择有关，其他问题如轻载时的EMC、噪声等也与之有关。7、反馈参考电压和精度

反馈电压应与内部基准电压进行比较，并通过外部反馈分压电阻输出不同的电压。不同产品的参考电压会有所不同，比如0.6~0.8V更换时注意调整反馈电阻。反馈电阻的选择精度应该在1%以内，只要按照厂家的推荐选择即可，一般不宜过大，以免影响稳定性。基准电压的精度影响输出精度。常见的精度在2%以下，比如1%~1.5%，精度高的产品成本会不一样。根据自己的需求选择。

8、线性稳定度和负载稳定度线性稳定度反映输入电压变化和输出电压稳定度。负载稳定性反映了由于输出负载的变化，输出电压的稳定性。一般要求1%，最高不超过3%。9、EN液位

EN的高低电平要满足器件规格的要求，有的IC不能超过特定的电压范围；分阻时注意适时关断，考虑电压波动的最大范围。由于时序控制的需要，这个管脚会增加电容，同时要有对地电阻，用于电平调节和关断放电。10、保护性能应包括过流保护OCP、过温保护OTP等。保护后条件消失时可自行恢复。其他

需要软启动、热阻和封装；使用温度范围应能覆盖高低温。05DC-DC电路器件选型通则通用性/高性价比/易采购/长生命周期/兼容性和可替代性/节约资源/降额/易生产和标准化06DC-DC电路外围器件选型要求1、输入电容应满足耐压和输入纹波要求。一般耐受电压要求超过输入电压的1.5~2倍。注意，陶瓷芯片电容器的实际电容将随着DC电压的偏置而减小。2、输出电容器

以满足耐压和输出纹波的要求。一般耐受电压要求纹波和电容的1.5~2倍关系。根据规范，建议使用3、BST电容器。一般0.1uF-1uF。耐受电压通常高于输入电压。4、电感器

不同的输出电压需要不同的电感。注意温升和饱和电流要满足裕度要求，一般在最大电流的1.2倍以上(或者电感的饱和电流必须大于最大输出电流+0.5 *电感纹波电流)。通常，选择适当的电感值L，使得IL占输出电流的30%至50%。5、VCC电容器应根据规格选择，不可减小或过大，注意耐压。6、反馈电容器

根据规范要求，不同厂商的芯片值不同，不同的输出电压会有不同的要求。7、应根据规格选择反馈电阻和EN分压电阻，精度为1%。07DC-DC电路的PCB设计要求1、输入电容应放置在芯片的输入Vin和电源的PGND附近，以减少寄生电感的存在，因为输入电流是不连续的，寄生电感引起的噪声对芯片和逻辑单元的耐压有不良影响。在电容器的接地端增加通孔以降低阻抗。

2、电源回路尽量短粗，保持回路面积小，噪声辐射少。SW是噪声源，它在保证电流的同时使面积尽可能小，远离敏感和易受干扰的位置。例如，电感靠近SW引脚，远离反馈线路。输出电容靠近电感，接地端增加一个接地过孔。3、VCC电容应放置在芯片的VCC引脚和附近芯片的信号地之间，尽可能放在一层，不带过孔。

4、FB是芯片中最敏感、最容易被干扰的部分，也是系统不稳定的最常见原因。FB电阻尽可能短地连接到FB引脚，并靠近IC放置，以降低噪声耦合；FB下的分压电阻通常连接到信号地AGND；噪声源、SW、电感、二极管(异步降压)；FB路线覆盖地面；电流负载的FB取负载的远端，反馈电容的痕迹要就近取。5、 BST的电容走线应尽可能短，不能太细。

6、芯片的散热要根据设计要求，尽可能增加过孔的散热。回顾唐子红

以上知识分享希望能够帮助到大家！