DC-DC

介紹何謂DC-DC？廣義：DC-DC的意思是直流變(到)直流(不同直流電壓值的轉換)，只要符合這個定義都可以叫DC-DC轉換器，包括LDO。狹義：但是一般的說法是把直流變(到)直流通過開關方式實現的器件叫DC-DC。LDO電路工作原理：取樣電壓加在比較器A的同相輸入端，與加在反相輸入端的基準電壓Uref相比較（參考電壓由IC內部的帶隙參考源產生），兩者的差值經過誤差放大器A放大后，控制串聯調整管的壓降，從而穩定輸出電壓。當輸出電壓Uout降低時，基準電壓與取樣電壓的差值增加，比較放大器輸出的驅動電流增加，串聯調整管壓降減小，從而使輸出電壓升高。相反，若輸出電壓Uout超過所需要的設定值，比較放大器輸出的前驅動電流減小，從而使輸出電壓降低。DC-DC的類型DC-DC開關電感式BuckBoost開關電容式ChargePumpBuck電路Buck電路：降壓斬波電路，基本特征為：輸出電壓不高于輸入電壓，輸入電流是不連續的，輸出電流為連續的。在一個周期內，開關管的導通時間為Ton，關斷時間為Toff，則負載電壓的平均值為：TonUo=Ui*

Ton+ToffBuck電路開關管閉合時，L1上的電能量為：(Ui-Uo)*(-I)*Ton開關管打開時，L1上的電能量為：(-Uo)*I*Toff根據能量守恒，(Ui-Uo)*(-I)*Ton=(-Uo)*I*Toff(Ui-Uo)*Ton=

Uo*ToffTon

Uo=

Ton+ToffBoost電路Boost電路：升壓斬波電路，基本特征為：輸出電壓不低于輸入電壓，輸入電流與輸出電流一樣為連續的。在一個周期內，開關管的導通時間為Ton，關斷時間為Toff，則負載電壓的平均值為：

Ton+ToffUo=Ui*

ToffBoost電路開關管閉合時，L1上的電能量為：Ui*(-I)*Ton開關管打開時，L1上的電能量為：(Ui-Uo)*I*Toff根據能量守恒，

Ui*(-I)*Ton=(Ui-Uo)*I*Toff

Ui*Ton=(Uo-Ui)*Toff

Ton+Toff

Uo=

ToffBoost電路電感L1：作用為貯能，通路時輸入的電流轉成磁能儲存，斷路時磁能轉成電流輸出。電感的磁體不能太小，否則會使得貯能不充分，導致升壓能力不足，過流能力要求盡量大，因為通常輸入電流會比較大。電容C1：作用為穩壓，抑制輸出紋波，電容不能太小，否則帶負載能力不足，但也不宜過大，否則充放電時間會長，耐壓值要求盡量高，因為通常輸出電壓比較高。二極管D：作用為防倒灌，導通壓降要求盡量小。Boost電路舉例：LCM串聯背光IC，將電池電壓升壓，輸出一個40V的電壓。ChargePump電路Chargepump電路：電荷泵升壓電路，工作工程為：首先電容貯存能量，然后以受控方式讓電容釋放能量，與當時電源的供電形成疊加，最終能輸出一個更高的電壓。貯存階段：S1和S4閉合，S2和S3斷開，電容充電，電容兩端形成一個與Vin同向的等值電壓；釋放階段：S1和S4斷開，S2和S3閉合，因電容的負極C-被抬高到與Vin相同的電壓，電容的正極C+（即Vout）即變為2*Vin；ChargePump電路舉例：充電寶IC，將電池電壓升壓，輸出一個5V的電壓。電容CFLY：作用為貯能，電容的大小影響電荷泵的負載調整率和輸出驅動能力，電容越大，驅動能力越強。電容Cout：作用為穩壓，其大小影響驅動能力，系統穩定性以及Vout上的紋波大小。Cout太小，輸出不穩定，Cout太大，充電時電源輸入電流就大，放電時間也更長。ChargePump電路開關管S1,S2和S7,S8導通，S3~S6斷開，電源一邊給CFLY1充電，一邊通過CFLY2放電。ChargePump電路開關管S3~S6導通，S1,S2和S7,S8斷開，電源一邊給CFLY2充電，一邊通過CFLY1放電。優缺點對比

LDOBUCK輸出紋波小輸出紋波大，開關噪聲大成本低成本高（功率電感）外圍器件少，占用面積小外圍器件多，占用面積大效率低（輸入輸出壓差不宜大）效率高帶負載能力弱（受限于自身發熱和效率問題）帶負載能力強

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