DC-DC的定義 廣義:凡是直流變換成直流的電路都可稱為DC-DC電路,常見的有開關(guān)變換和線性變換兩種方式,。 狹義:通過開關(guān)變換方式將直流變換成直流的電路稱為DC-DC電路。 DC-DC電路必須有調(diào)整管,,調(diào)整管工作于開關(guān)狀態(tài)或線性放大狀態(tài)就決定了其工作方式,。 線性變換方式效率低,,只有30%~50%,,調(diào)整管需要外加散熱板; 開關(guān)變換方式效率最高可達(dá)98%,,幾乎不需要外加散熱板,。
DC-DC電路的分類 1、升壓,、降壓和變極性類 2,、電流反饋和電壓反饋類 3、隔離和非隔離類 4,、同步和異步類 同步類效率高,,適合大功率場合,效率可達(dá)98%,,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,。
工作原理 如下圖所示,,基本電路由開關(guān)K(實(shí)際電路中為三極管或者場效應(yīng)管),續(xù)流二極管D,,儲能電感L,,濾波電容C等構(gòu)成,。
分析:當(dāng)開關(guān)閉合時,電源通過開關(guān)K,、電感L給負(fù)載供電,,并將部分電能儲存在電感L以及電容C中。由于電感L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)到電源電壓值,。一定時間后,,開關(guān)斷開,由于電感L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),,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)流二極管D的正極,經(jīng)過二極管D,,返回電感L的左端,,從而形成了一個回路。 通過控制開關(guān)閉合跟斷開的時間(即PWM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)的時間,,以保持輸出電壓不變,,這就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓的目的。
該電路在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用 1,、降壓:
2,、升壓:
一、MC34063組成的DC-DC電路 MC34063簡介: 1,、能在3.0~40V的輸入電壓下工作,; 2、帶有短路電流限制功能,;3,、低靜態(tài)工作電流; 4,、輸出開關(guān)電流可達(dá)1.5A,; 5、輸出電壓可調(diào);6,、工作頻率從100HZ~100KHZ,; 7、可構(gòu)成升降壓或反向電源變換器,;8,、基準(zhǔn)電壓VREF=1.25V。
MC34063內(nèi)部框圖:
內(nèi)部框圖的電路解釋: 振蕩器通過恒流源對外接在3腳上的定時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,,所以振蕩頻率僅取決于外接定時電容的容量。
與門的C輸入端在振蕩器對外充電時為高電平,,D輸入端在比較器的輸入電平低于閾值電平時為高電平,,當(dāng)C和D輸入端都變成高電平時觸發(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,,C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),。 穩(wěn)壓原理:當(dāng)輸出電壓升高,5腳分得的電壓相應(yīng)升高,,高于1.25V時 比較器翻轉(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,對電感的儲能減小,,輸出電壓降低,。 峰值電流Ipk感應(yīng)端7腳,通過檢測連接在Vcc和7腳之間電阻上的壓降來完成電流限制功能,。 當(dāng)7腳檢測到電阻上的電壓降超過300mV時,,電流限制電路開始工作,這時通過3腳對定時電容進(jìn)行快速充電,,以減少充電時間和輸出開關(guān)管的導(dǎo)通時間,,結(jié)果使得輸出開關(guān)管的關(guān)閉時間延長,達(dá)到限定輸出電流的目的,。 MC34063組成的升壓電路:
Vout=(1+R2/R1)×1.25=(1+47/2.2) ×1.25=27.95V Iout=0.3/Rsc=0.3/0.22=1.36A(最大限定電流)
MC34063組成的降壓電路:
Vout=(1+R2/R1)×1.25=(1+3.6/1.2) ×1.25=5V Iout=0.3/Rsc=0.3/0.33=0.9A(最大限定電流)
MC34063組成的反極性電路:
Vout=(1+R2/R1)×1.25=(1+8.2/0.953) ×1.25=12V Iout=0.3/Rsc=0.3/0.24=1.25A(最大限定電流)
MC34063組成的電流擴(kuò)展電路:
MC34063組成的隔離輸出電路:
在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用(冠捷):
二,、 LM2596降壓型DC-DC電路 LM2596簡介:1、3.3V/5V/12V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1.2V~37V±4% 3,、輸入可高達(dá)40V,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)3A 5,、低功耗待機(jī)模式,典型值為80μA 6,、TTL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4個外接元件 8,、基準(zhǔn)電壓VREF=1.235V
LM2596內(nèi)部框圖:
LM2596各腳功能: Pin Symbol Description 1 VIN 電源輸入 2 OUTPUT 輸出端。有固定的3.3V,、5V,、12V輸出(后綴分別為-3.3、-05,、-12),,也有1.2V~37V可調(diào)輸出 3 GND 地 4 Feedback 反饋 5 ON/OFF 芯片起動和關(guān)斷端。該腳為低電平時芯片起動,,該腳為高電平時芯片關(guān)斷
5V固定輸出典型應(yīng)用:
可調(diào)節(jié)輸出典型應(yīng)用:
在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用(TCL 26H/GM21):
TCL GM21機(jī)芯無Q6,5腳直接接地,。
三、MP9583降壓型DC-DC電路 MP9583簡介: 3A輸出電流,,可編程軟起動 0.1Ω的內(nèi)部功率MOSFET開關(guān) 輸出接陶瓷電容具有低ESR的穩(wěn)定性 可達(dá)95%的效率,,20uA的關(guān)斷模式電流 固定的385KHz工作頻率 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:4.75V-23V 輸出可調(diào)范圍:1.22V-21V 基準(zhǔn)電壓:VREF=1.222V
MP9583內(nèi)部框圖:
MP9583各腳功能: Pin Symbol Description 1 BS 自舉電容 2 IN 電源輸入 3 SW 開關(guān)輸出 4 GND 地 5 FB 反饋 6 COMP 補(bǔ)償 7 EN 使能,高電平開,,低電平關(guān),開路自動起動 8 SS 軟起動
2.5V固定輸出典型應(yīng)用:
VOUT=1.222(1+R1/R2)
在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用(MS89):
四,、MP1411降壓型DC-DC電路 MP1411簡介: 2A輸出電流,,可達(dá)95%的效率 0.2Ω的內(nèi)部功率MOSFET開關(guān) 輸出接陶瓷電容具有低ESR的穩(wěn)定性 23uA的關(guān)斷模式電流,,可編程的欠壓鎖定 固定的380KHz工作頻率 過熱保護(hù),,周期性的過流保護(hù) 輸入工作電源范圍寬:4.75V-18V 輸出可調(diào)范圍:0.92V-16V 基準(zhǔn)電壓:VREF=0.92V
MP1411內(nèi)部框圖:
MP1411各腳功能: Pin Symbol Description 1、3 NC 不連接 2 BS 自舉電容 4 IN 電源輸入 5 SW 開關(guān)輸出 6 GND 地 7 FB 反饋 8 COMP 補(bǔ)償 9 EN 使能,,高電平開,,低電平關(guān),,開路自動起動 10 SS 軟起動
3.3V固定輸出典型應(yīng)用:
VOUT=0.92(1+R1/R2)
在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用(TCL MC77機(jī)芯):
五、SC1102組成的DC-DC電路 SC1102簡介: 1,、基準(zhǔn)電壓VREF= 1.265V 2,、效率高達(dá)95%的同步運(yùn)行 3、Rds電流感應(yīng) 4,、芯片內(nèi)具有電源和過壓保護(hù)功能 5,、很少的外部元件 6,、軟起動功能 7、芯片使能功能
SC1102內(nèi)部框圖:
SC1102各腳功能:
3.3V固定輸出典型應(yīng)用:
VOUT=(1+R9/R8)×1.265
在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用(TCL GC32機(jī)芯):
六,、IRU3037組成的DC-DC電路 IRU3037簡介: 1,、運(yùn)行于單5V或12V供電的同步控制器 2、內(nèi)部200KHz固定頻率電壓模式 3,、軟起動功能 4,、500mA峰值輸出激勵能力 5、當(dāng)控制MOSFET短路時保護(hù)輸出 6,、基準(zhǔn)電壓VREF=1.25V IRU3037內(nèi)部框圖:
IRU3037各腳功能:
Pin Symbol Description 1 FB 反饋端 2 VCC 內(nèi)部低側(cè)供電 3 LDrv 低側(cè)激勵輸出 4 GND 地 5 HDrv 高側(cè)激勵輸出 6 VC 內(nèi)部高側(cè)供電 7 COMP 補(bǔ)償 8 SS/SD 軟起動
3.3V固定輸出典型應(yīng)用:
VOUT=(1+R6/R5)×1.25
在LCD數(shù)字板上的應(yīng)用(TCL MS18機(jī)芯):
七,、DC-DC電路檢修注意事項(xiàng) DC-DC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,,因此輸出部分的元件故障率相對高一些。
|