DC-DC
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-08-02
DC-DC的視頻教程
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3DCS常用Measure方案及應(yīng)用場景
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DC-DC的實(shí)例教程
二、DC/DC轉(zhuǎn)換器
何謂DC/DC轉(zhuǎn)換器？
DC/DC轉(zhuǎn)換器是一種將DC（直流）轉(zhuǎn)換為DC（直流）的元件，具體是指利用DC（直流）轉(zhuǎn)換電壓的元件。IC等電子元件各自的工作電壓范圍不同，因此需要轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓。
生成電壓低于初始電壓的轉(zhuǎn)換器被稱為"降壓轉(zhuǎn)換器"；生成電壓高于初始電壓的轉(zhuǎn)換器被稱為"升壓轉(zhuǎn)換器"。
名稱說明
DC/DC轉(zhuǎn)換器是指將直流轉(zhuǎn)換為直流的裝置的名稱。
它常被稱為線性穩(wěn)壓器或開關(guān)穩(wěn)壓器等，以轉(zhuǎn)換方式的名稱命名。
降低電壓的電源裝置
降壓轉(zhuǎn)換器、Buck轉(zhuǎn)換器、Step?down轉(zhuǎn)換器
提高電壓的電源裝置
升壓轉(zhuǎn)換器、Boost轉(zhuǎn)換器、Step?up轉(zhuǎn)換器
升降電壓的電源裝置
升降壓轉(zhuǎn)換器、Buck-Boost轉(zhuǎn)換器
生成負(fù)電壓的電源裝置
負(fù)電壓轉(zhuǎn)換器、反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器、逆變轉(zhuǎn)換器
為何需要DC/DC轉(zhuǎn)換器？
插入插座進(jìn)行工作的電氣產(chǎn)品需要使用將AC（交流）100V轉(zhuǎn)換為DC（直流）的"AC/DC轉(zhuǎn)換器"。
這是因?yàn)榇蟛糠职雽?dǎo)體部件只能在DC下工作。
整機(jī)電路板上搭載的IC等具有各自固有的工作電壓范圍，電壓精度要求也不同。
通過電壓不穩(wěn)的電源等供電會導(dǎo)致誤動作或特性劣化等異常。
因此，需使用"DC/DC轉(zhuǎn)換器"轉(zhuǎn)換為所需的電壓并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化。
通過DC/DC轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定的裝置被稱為電壓穩(wěn)壓器。
電源IC種類
電源IC大致分為線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器兩種。
作為其各自的輸出形式，線性穩(wěn)壓器僅可降壓輸出比輸入電壓低的電壓。
展開 DC-DC轉(zhuǎn)換器是一種電氣系統(tǒng)（設(shè)備），它將直流（DC）源從一個電壓電平轉(zhuǎn)換為另一個電壓電平。換句話說，DC-DC轉(zhuǎn)換器將直流輸入電壓作為輸入，并輸出不同的直流電壓。輸出直流電壓可以高于或低于直流輸入電壓。顧名思義，DC-DC轉(zhuǎn)換器僅適用于直流（DC）源，而不適用于替代電流（AC）源。
DC-DC轉(zhuǎn)換器也稱為DC-DC電源轉(zhuǎn)換器或電壓調(diào)節(jié)器。
圖片：DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作原理
如果我們有兩個電氣系統(tǒng)，在不同的電壓水平下工作，一個高電平（140 V），另一個低電平（14 V），DC-DC轉(zhuǎn)換器可以將它們之間的電壓從高轉(zhuǎn)換為低或從低到高。從一個電壓電平到另一個電壓杠桿的轉(zhuǎn)換是在一些功率損耗的情況下完成的。根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作點(diǎn)（電壓和電流）和轉(zhuǎn)換器的類型，效率可以在75%至95%或更高之間。
展開 首先，我們過一下AC（交流）和DC（直流）的概念、。
何謂AC
Alternating Current（交流）的首字母縮寫。
AC是大小和極性（方向）隨時間呈周期性變化的電流。
電流極性在1秒內(nèi)的變化次數(shù)被稱為頻率，以Hz為單位表示。
何謂DC
Direct Current（直流）的首字母縮寫。
DC是極性（方向）不隨時間變化的電流。
①流動極性（方向）和大小皆不隨時間變化的電流通常被稱為DC。
②流動極性不隨時間變化，但大小隨時間變化的電流也是DC，
通常被稱為紋波電流 (Ripple current)。
一、AC/DC轉(zhuǎn)換器
何謂AC/DC轉(zhuǎn)換器？
AC/DC轉(zhuǎn)換器是指將AC（交流電壓）轉(zhuǎn)換成DC（直流電壓）的元件。
為什么需要AC/DC轉(zhuǎn)換器？
那是因?yàn)榧彝プ≌蜆欠拷邮盏降碾妷菏?00V或200V的AC電壓。
然而大家大部分使用的電器是在5V或3.3V的DC電壓下工作的。
也就是說，如果不把AC電壓轉(zhuǎn)換成DC電壓，電器就不能工作。
其中也有電機(jī)、燈泡等可以用交流電壓驅(qū)動的產(chǎn)品，但電機(jī)與微控制器的控制電路連在一起，燈泡也變成節(jié)能LED，因此有必要進(jìn)行ACDC轉(zhuǎn)換。
為什么傳輸?shù)氖茿C電壓？
可能有人會認(rèn)為“既然電器使用的是DC，那為什么不一開始就傳輸DC？”
展開 關(guān)鍵要點(diǎn)：
? 在升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB布局中，AGND和PGND需要分離。
? 原則上，升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB布局中的PGND配置在頂層而無需分隔。
? 在升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB布局中，如果分隔PGND而經(jīng)由過孔在背面連接，則受過孔電阻和電感的影響，損耗和噪聲將會增加。
? 在升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB布局中，多層電路板在內(nèi)層或背面配置接地層時，需要注意與高頻開關(guān)噪聲較多的輸入端和二極管PGND之間的連接。
? 在升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB布局中，頂層PGND與內(nèi)層PGND的連接，要通過多個過孔連接，以降低阻抗，減少直流損耗。
? 在升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB布局中，公共接地或信號接地與PGND的連接要在高頻開關(guān)噪聲較少的輸出電容器附近的PGND進(jìn)行，不可在噪聲較多的輸入端或二極管附近的PGN連接。
—— The End ——
展開 DC-DC的電路比LDO會復(fù)雜很多，噪聲也更大，布局和layout要求更高，layout的好壞直接影響DC-DC的性能，所以了解DC-DC的layout至關(guān)重要。
1. Bad layout
EMI，DC-DC的SW管腳上面會有較高的dv/dt， 比較高的dv/dt會引起比較大的EMI干擾；
地線噪聲，地走線不好，會在地線上面會產(chǎn)生比較大的開關(guān)噪聲，而這些噪聲會影響到其它部分的電路；
布線上產(chǎn)生電壓降，走線太長，會使走線上產(chǎn)生壓降，而降低整個DC-DC的效率；
2. 一般原則
開關(guān)大電流回路盡量短；
信號地和大電流地（功率地）單獨(dú)走線，并在芯片GND處單點(diǎn)連接；
① 開關(guān)回路短
下圖中紅色LOOP1為DC-DC高邊管導(dǎo)通，低邊管關(guān)閉時的電流流向；綠色LOOP2的為高邊管關(guān)閉，低邊管開啟時的電流流向；
為使這兩個回路盡量小，引入更少的干擾，需要遵從如下幾點(diǎn)原則：
電感盡量靠近SW管腳；
輸入電容盡量靠近VIN管腳；
輸入輸出電容的地盡量靠近PGND腳；
使用鋪銅的方式走線；
為什么要這么做？
展開 
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DC-DC的最新內(nèi)容
從dc+到dc-的電流密度圖
所有這些物理場都是相互依賴的，它們在各個層級相互作用，因此必須對熱、流體和機(jī)械效應(yīng)一起進(jìn)行分析，無論從納米級晶體管器件到毫米級和厘米級SiC模塊（如逆變器），均是如此。Ansys的真正多物理場、多尺度仿真解決方案為先進(jìn)碳化硅模塊的虛擬驗(yàn)證提供了合適的環(huán)境。
Bazzano表示： “機(jī)械和熱機(jī)械仿真的有效性，對于我們的功率模塊分析具有同等重要作用。
其功能從基礎(chǔ)穩(wěn)壓擴(kuò)展至DC/DC轉(zhuǎn)換、LDO穩(wěn)壓、電池管理及PWM控制等多模塊集成，形成高度整合的電源管理單元（PMU）。典型組件包括LDO（低噪聲、低壓差）、DC/DC（高效能升降壓）、PWM控制器及功率MOSFET等。該器件通過脈寬調(diào)制技術(shù)調(diào)節(jié)脈沖信號占空比控制能量傳輸，配合反饋機(jī)制實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓或恒流。
（2）恒壓驅(qū)動一般采用的DC TO DC芯片，如線性LDO、升壓、降壓等芯片，采用這類的驅(qū)動時需要注意，鈦絲的奧氏體和馬氏體轉(zhuǎn)化過程中電阻值會變化，我們需要根據(jù)這2個電阻值重新核算鈦絲的驅(qū)動電壓范圍，避免鈦絲驅(qū)動電流過大或過小的問題。
我們回顧《表2鈦絲電阻計算表》的電阻定律，帶入馬氏體或奧氏體的電阻率。
高壓比例閥常用的電源電壓是多少？3個月前
，諾冠絕大多數(shù)高壓比例閥默認(rèn)支持DC 24V。
電纜材料及附件：銅、鋁、塑料、橡膠、包裝膜、鍍錫線、PVC電纜材料、電纜絕緣材料、電纜附件、預(yù)分支電纜附件、高壓電纜附件，冷壓接頭、絕緣子等;
4.電源產(chǎn)品：開關(guān)電源、電源適配器、LED 電源、UPS 電源、移動電源(便攜式電源)、變壓器電源、逆變電源、交流穩(wěn)壓電源、直流穩(wěn)壓電源、DC/DC 電源、穩(wěn)壓電源、通信電源、模塊電源、變頻電源、工控電源、EPS 應(yīng)急電源、電腦電源、凈化電源、PC電源、
展示范圍：
普通電源類：開關(guān)電源、電源適配器、LED電源、UPS電源、移動電源（便攜式電源）、變壓器電源、逆變電源、交流穩(wěn)壓電源、直流穩(wěn)壓電源、DC/DC電源、穩(wěn)壓電源、通信電源、模塊電源、變頻電源、工控電源、EPS應(yīng)急電源、電腦電源、凈化電源、PC電源、整流電源、定制電源、加熱電源、焊接電源/電弧電源、電鍍電源、網(wǎng)絡(luò)電源、電力操作電源、線性電源、電源控制器/驅(qū)動器、功率電源、參數(shù)電源、調(diào)壓電源
DC-DC轉(zhuǎn)換器：DC-DC轉(zhuǎn)換器可調(diào)節(jié)電池的高壓DC輸出，提供為照明、娛樂系統(tǒng)或空調(diào)等輔助系統(tǒng)供電所需的低壓DC電源。其集成了不同電力電子器件，包括功率半導(dǎo)體、功率二極管、電容和磁性元件等。此外，也可將一款DC-DC轉(zhuǎn)換器集成到包含充電器和接線盒的供電模塊（PDM）中。
12月2日，Ansys系列網(wǎng)絡(luò)研討會將推出「AEDT Icepak DC/AC電熱耦合解決方案」，將深入探討Ansys Electronics Desktop在電熱耦合仿真中的強(qiáng)大功能，聚焦DC-Thermal耦合，AC-Q3D-Thermal耦合，多頻損耗等關(guān)鍵技術(shù)，幫助工程師解決復(fù)雜場景下的熱管理與可靠性挑戰(zhàn)。
功率電感器是許多低頻功率應(yīng)用的核心部分，例如，它們用于開關(guān)電源和 DC-DC 轉(zhuǎn)換
器。電感器與特定頻率下工作的大功率半導(dǎo)體開關(guān)結(jié)合使用，可提高或降低輸出電壓。
相對較低的電壓和較高的功耗對電源的設(shè)計提出了很高的要求，尤其是對電感器的要
求很高，設(shè)計電感器時必須考慮開關(guān)頻率、額定電流和高溫環(huán)境。
在 2.4GHz 遠(yuǎn)距離產(chǎn)品線中，高度集成、低功耗與測距功能的結(jié)合，不僅提升了設(shè)備連接能力，還為新一代此前未實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備及應(yīng)用提供了額外功能支持
芯片特性：
?高接收靈敏度，低至 - 132dBm
?+12.5dBm 高效率功率放大器（PA）
?低功耗設(shè)計，集成片上直流 - 直流轉(zhuǎn)換器（DC-DC）
?支持 LoRa?、FLRC、(G) FSK 調(diào)制方式
?可編程比特率
