DC/DC_百度百科
DC/DC是指将一个固定的变换为可变的直流电压，也称为直流斩波器。
DC/DC 【中文解释】就是指直流转直流电源。
这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源)， 同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
DC/DC工作原理
DC/DC变换是将原直流电通过调整其PWM（占空比）来控制输出的有效电压的大小。
又可以分为硬开关（Hard Switching）和软开关（Soft Switching）两种。硬开关DC/DC转换器的开关器件是在承受电压或流过电流的情况下，开通或关断电路的，因此在开通或关断过程中将会产生较大的交叠损耗，即所谓的开关损耗（Switching loss）。当转换器的工作状态一定时开关损耗也是一定的，而且开关频率越高，开关损耗越大，同时在开关过程中还会激起电路分布电感和寄生电容的振荡，带来附加损耗，因此，硬开关DC/DC转换器的开关频率不能太高。软开关DC/DC转换器的开关管，在开通或关断过程中，或是加于其上的电压为零，即零电压开关（Zero-Voltage-Switching，ZVS），或是通过开关管的电流为零，即零电流开关（Zero-Current·Switching，ZCS）。这种软开关方式可以显著地减小开关损耗，以及开关过程中激起的振荡，使开关频率可以大幅度提高，为转换器的小型化和模块化创造了条件。功率（）是应用较多的开关器件，它有较高的开关速度，但同时也有较大的寄生电容。它关断时，在外电压的作用下，其寄生电容充满电，如果在其开通前不将这一部分电荷放掉，则将消耗于器件内部，这就是容性开通损耗。为了减小或消除这种损耗，功率场效应管宜采用零电压开通方式（ZVS）。绝缘栅双极性晶体管（Insulated Gate Bipolar tansistor，）是一种复合开关器件，关断时的电流拖尾会导致较大的关断损耗，如果在关断前使流过它的电流降到零，则可以显着地降低开关损耗，因此IGBT宜采用零电流（ZCS）关断方式。IGBT在零电压条件断，同样也能减小关断损耗，但是MOSFET在零电流条件下开通时，并不能减小容性开通损耗。谐振转换器（ResonantConverter ，RC）、准谐振转换器（Qunsi-Tesonant Converter，QRC）、多谐振转换器（Multi-ResonantConverter，MRC）、零电压开关PWM转换器（ZVS PWM Converter）、零电流开关PWM转换器（ZCS PWM Converter）、零电压转换（Zero-Voltage-Transition，ZVT）PWM转换器和零电流转换（Zero- Voltage-Transition，ZVT）PWM转换器等，均属于软开关直流转换器。电力电子开关器件和零开关转换器技术的发展，促使了的发展。
DC/DC发展方向
半导体技术进步是DC/DC技术变化的强大动力。
1、MOSFET的技术进步给DC/DC模块技术带来的巨大变化，同步整流技术的巨大进步。
2、Schottky技术的进步。
3、控制及驱动IC的进步。
a、高压直接起动
b、高压电平位移驱动取代变压器驱动
c、ZVS，ZCS驱动器贡献给同步整流最佳效果
d、光耦反馈直接接口PWM IC经历了电压型=&电流型=&电压型的转换，又经历了硬开关=&软开关=&硬开关的否定之否定变化。掌握优秀控制IC是制作优秀DC/DC的前提和关键。
4、微控制器及DSP进入DC/DC是技术发展的必由之路。
5、磁芯技术的突破是下一代DC/DC技术进步的关键，也是巨大难题。
DC/DC相关专业术语:[1]
DC loop signaling (Direct Current)
直流环路信令
current, direct (dc)
直流偏移,直流偏置
dc isolation
dc holdover
直流滤波器
direct-current (dc)
direct current (DC)
DC-restore amplifiers
直流恢复放大器
DC-to-DC Converter Unit
直流-直流转换单元
DC/DC设计技巧
一.DC-DC电路设计至少要考虑以下条件：
1.外部输入电源电压的范围，输出电流的大小。
2. DC-DC输出的电压，电流，系统的功率最大值。
二.基于以上两点选择PWM IC要考虑：
1. PWM IC的最大输入电压。
2.PWM开关的频率，这一点的选择关系到系统的效率。对储能电感，电容的大小的选择也有一定影响。
3.MOS管的所能够承受的最大额定电流及其额定功率，如果DC-DC IC内部自带MOS，只需要考虑IC输出的额定电流。
4. MOS的开关电压Vgs大小及最大承受电压。
三.电感(L1)，二极管(CR1)，电容(C2)的选择
1.电感量：大小选择主要由开关频率决定，大小会影响电源纹波;额定电流，电感的内阻选择由系统功耗决定。
2.二极管：通常都用肖特基二极管。选择时要考滤反向电压，前向电流，一般情况反向电压为输入电源电压的二倍，前向电流为输出电流的两倍。
3.电容：电容的选择基于开关的频率，系统纹波的要求及输出电压的要求。容量和电容内部的等效电阻决定纹波大小(当然和电感也有关)。
如何得到一个电源纹波相对较小、对系统其他电路干扰相对较小，而且相对稳定可靠的DC-DC电路，需要对以上电路的原理做如下修改：
1.输入部分：电源输入端需要加电感电容滤波。目的：由于MOS管的开关及电感在瞬间的变化会造成输入电源的波动，尤其是在系统耗电波动较大时，影响更为明显。
2.输出部分：
(1)假定C2的选择的100uF是正确的，我们想得到更小的纹波，可以将100uF的电容改成两颗47uF的电容(基于相同类型的电容);如果100uF电容采用的是铝电解，可以在原来的基础上加一颗10uF的磁片电容或钽电容。
(2)在输出端再加一颗电容和一颗电容对原来的电源做一个LC滤波，会得到一个纹波更小的电源。
PCB布线时，应注意几点：
1.输入电源与MOS的连线要尽可能的粗。
2. Vgs也要粗一点，千万不要以为粗细没关系，(注：一般系统功率相对较低时，输出电流不大，粗细的影响不明显)关键时刻会影响电源的稳定性。
3. CR1，L1尽量靠近Q1。C2尽量靠近L1。
4.反馈电阻的线尽量远离电感L1。
5.反馈电压的地与系统的地尽量的近，保持在一个电位上。
6. CR1的地线千万要粗，在MOS的打开的时间里，L1的电流是由CR1的通路提供，即由地流向L1。
DC/DC应用技巧
在常见的DC/DC变换器中，有很多的应用技巧是不为工程师所掌握的。 现拿UTC P3596应用电路来作一个说明，与诸位分享交流：
DC/DCDC-DC应用技巧一
当我们用这个电路做好Buck以后，电感量达到其Spec.的要求，却发现负载调整率过低。这种情况下，很多同学都认为芯片品质问题等等。 其实由于芯片的半导体工艺不能使内部的运放的带宽(bandwidth)做的很大。所以我们所做的要么就是屏蔽内部的运放(象我们常见的384X电路1，2pin的连接方法);要么就是外部来补偿，在R1上并一个无极性电容加速内部运放对输出电压的反应。
分析也不是仅针对UTC P3596的芯片，适用于全部的DC/DC，及其它的开关电源。
开关电源作为一个反馈系统，当我们选用一个运放来做PID(比例积分微分)，而我们选用运放要求的带宽要有足够的大，相应的相位裕度也比较大(当然在一定的性价比条件下)。 用于适应响应反馈中采样的低频至高频的信号!
我们做低成本的充电器，可以用稳压管。 功率再大一些，就选用TL431(内部一个运放加晶体管)。 对于精度要求更好的，我们肯定不会用TL431或稳压管。 呵呵~~~~结论还是自己分析会比较好!!!对于很多开关电源工程师来说，一但调试搞不定，就会说补偿没调好/变压器没绕好~~~原因为何?
我们首先看一下，UC384X内部结构图(注意看1/2脚之间的运放)：
如果我们把2脚接地，用1脚作为反馈端;这实际上，就是把这个内部的运放接成一个跟随器。就是把这个运放给屏蔽了!
DC/DCDC-DC应用技巧二
在很多情况下，突然撤去负载或输入时，导致Buck电路内部的MOSFET损坏。
分析原因：基本上是输出级的能量无处泄放，一种是自然放电，一种就会反灌!
基本上解决的方法就是在这样的Buck电路中，输入级至输出级反方向接一个二极管。
延伸：为什么我们在开关电源中所应用的MOSFET中会集成一个反向的体二极管啦!同样我们在用VR( etc.)尽量会加一个反向二极管。
DC/DCDC-DC应用技巧三
也有很多人说，短路电流大或者短路效果不明显。
碰到这样的可以尝试换一个线径来绕制这个电感，因为不同的线径在相同的磁环(磁棒)上都可以绕制到需求的电感量。但不同的线经会产生不同的ESR(等效电阻)，而这个电阻是总负荷的一部分![2]
．电子系统设计[引用日期]
．大比特半导体器件网[引用日期]21ic官方微信 -->
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全面解析全桥DC-DC变换器的原理及应用
首先，我们先来看一下全桥变换器的工作原理，全桥电路结构如下图所示，
全桥变换器的基本工作原理是直流电压Vin 经过Q1、D1～Q4、D4组成的全桥开关变换器，在高频变压器初级得到高频交流方波电压，经变压器降压，再全波整流变换成直流方波，最后通过电感L、电容C组成的滤波器，在R上得到平直的直流电压。全桥直流变换器由全桥逆变器、高频变压器和输出整流滤波电路组成，也属于直流-交流-直流变换器。
然后，我们再来了解一下全桥DC-DC变换器的控制方式，我们都知道，全桥变换器本质上有三种基本的控制方式，分别是双极性控制、有限双极性控制和移相控制。下面来简要说明几种控制方式的区别。 我们先来学习一下双极性控制方式，这种控制方式的开关管Q2和Q3、Q1和Q4同时开通和关断，两对开关管以PWM方式交替开通和关断，其开通时间不超过半个开关周期，即它们的开通角小于180度。当Q1和Q4导通时，Q2和Q3上的电压为Vin，反之亦然。当四个开关管全都处在截止状态时，每个开关管所承受的电压为Vin/2。由高频变压器的漏感与开关管结电容在开关过程中产生高频振荡所引起的电压尖峰，当其超过输入电压时，钳位二极管Dl～D4将导通，使开关管两端的电压被限制在输入电压上。这种控制方式是过去全桥电路最基本的方式。各开关管的驱动波形和工作波形如图所示。
学习了双极性控制方式，我们再来了解一下有限双极性控制方式，它的电路中同一个桥臂的两个开关管(例如Q2，Q4)180度互补导通，另一个开关桥臂的两个开关管的导通占空比可调。在正半周期中，Q4一直开通，Q1只开通一段时间。在负半周期中，Q2一直开通，Q3只开通一段时间。Q1和Q3分别在Q4 和Q2之前关断，定义Q1和Q3组成的桥臂为超前桥臂，Q2和Q3组成的桥臂为滞后桥臂。 各开关管的驱动波形和工作波形如图所示。
相比双极性控制方式和有限双极性控制方式，移相控制方式有些许的不同点，移相控制方式的每个桥臂的两个开关管180度互补导通，两个桥臂的导通之间相差一个相位，即所谓移相角。通过调节移相角的大小来调节输出脉冲宽度，从而达到调节相应的输出电压的目的。Q1，Q3的驱动信号分别领先于Q4，Q2，可以定义Q1，Q3组成的桥臂为超前桥臂，Q2，Q4组成的桥臂为滞后桥臂。各开关管的驱动波形和工作波形如图所示。
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IC1和IC2构成反相半波精确整流器、峰值探测器电路。负输入信号随着峰值浮动，大于C1电……六种基本DC/DC变换器拓扑结构总结
20:51:27来源: 电源网
六种基本/，依次为buck,boost,buck-boost,cuk,zeta,sepic&&半桥变换器也是双端变换器,以上是两种拓扑。半桥开关管电压应力为输入电压.而且由于另外一个桥臂上的电容,具有抗偏磁能力,但是对于上面一种拓扑,通常还会加隔直电容来提高抗偏磁能力.但是如果采用峰值电流控制,要注意一个问题,就是有可能会导致电容安秒不平衡的问题.要需要其他方法来解决。半桥变换器可以通过不对称控制来实现ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比为D,另外一个就为1-D.就是所谓的不对称半桥,通常采用下面一种拓扑.对于不对称半桥可以采用峰值电流控制。正激变换器绕组复位正激变换器&LCD复位正激变换器&RCD复位正激变换器&有源钳位正激变换器&双管正激吸收双正激&有源钳位双正激&原边钳位双正激软开关双正激&推挽变换器&无损吸收推挽变换器&推挽变换器:推挽变换器是双端变换器.其实是两个正激变换器通过变压器耦合而来,基本推挽变换器好处是驱动不需隔离,变压器双端磁化,只要两个开关管.但是,变压器绕组利用率低,开关管电压应力为输入两倍,所以一般只适合低压输入的场合.而且有个问题就是会出现偏磁,所以要采用电流型控制等方法来避免.如果将两个双管正激同样耦合,可以构成四开关管的推挽变换器,也就是所谓的双双管正激.其管子电压应力下降为输入电压.其他等同.推挽正激是最近出现的一种新拓扑,通过一个电容来解决变换器漏感尖峰,偏磁等问题.在VRM中有应用.&半桥变换器也是双端变换器,以上是两种拓扑.半桥开关管电压应力为输入电压.而且由于另外一个桥臂上的电容,具有抗偏磁能力,但是对于上面一种拓扑,通常还会加隔直电容来提高抗偏磁能力.但是如果采用峰值电流控制,要注意一个问题,就是有可能会导致电容安秒不平衡的问题.要需要其他方法来解决.&半桥变换器可以通过不对称控制来实现ZVS,也就是两个管子交替导通,一个占空比为D,另外一个就为1-D.就是所谓的不对称半桥,通常采用下面一种拓扑.对于不对称半桥可以采用峰值电流控制.全桥变换器&全桥变换器在大功率场合是最常用了,特别是移项ZVS和ZVZCS 接下去,会收集一些三电平变换器贴出来,在以后就给出boost族的 隔离变换器....反激变换器.....正反激变换器......APFC.....PPFC.... 单级PFC.....谐振变换器等.....三电平变换器(three level converter)选了看起来比较舒服的两个拓扑,这些三电平是半桥演化而来,同样可以演化出多电平变换器,合适高压输入场合.而且可以通过全桥的移相控制方式实现软开关.
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3秒自动关闭窗口& & 降压变换器：将高电压变换为低电压的电路。
& & 反向器：将电压极性改变的电路，有正电源变负电源，负电源变正电源两类。
& & 三个主要分支，当然应用时在同一电路中会有升压反向、降压升压等功能同时存在。
& & DC-DC变换器的基本电路有升压变换器、降压变换器、升降压变换器三种。
& & 降压变换器原理图如图1所示，当开关闭合时，加在两端的电压为(Vi-Vo)，此时电感由电压(Vi-Vo)励磁，电感增加的为：(Vi-Vo)*Ton。
& & 当开关断开时，由于输出的连续，VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：(Vo)*Toff。
& & 当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，(Vi-Vo)*Ton=(Vo)*Toff，由于占空比D&1，所以Vi&Vo，实现降压功能。
图1 降压变换器原理图
& & 升压变换器原理图如图2所示，当开关闭合时，输入电压加在电感上，此时电感由电压(Vi)励磁，电感增加的磁通为：(Vi)*Ton。
& & 当开关断开时，由于输出电流的连续，二极管VD变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：(Vo- Vi)*Toff。
& & 当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时，(Vi)*Ton=(Vo- Vi)*Toff，由于占空比D&1，所以Vi 。
图2 升压变换器原理图
& & 升降压变换器、入出极性相反原理如图3, 当开关闭合时，此时电感由电压(Vi)励磁，电感增加的磁通为：(Vi)*T当开关断开时，电感削磁，电感减少的磁通为：(Vo)*Toff。当开 关闭合与开关断开的状态达到平衡时，增加的磁通等于减少的磁通，(Vi)*Ton=(Vo)*Toff，根据Ton比Toff值不同，可能Vi& Vo，也可能Vi&Vo。
图3 升降压变换器原理图
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