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技術(shù)專題
PCB設(shè)計(jì)罕見DC-DC調(diào)節(jié)方法介紹
這是一些方法的總結(jié)，當(dāng)您需要以不太標(biāo)準(zhǔn)的方式解決PCB設(shè)計(jì)電源調(diào)節(jié)問題時(shí)，這些方法可能會派上用場。
電路設(shè)計(jì)中，電源需要調(diào)節(jié)。它通常不以我們需要的形式出現(xiàn)。當(dāng)電池充滿電并且接近使用壽命時(shí)，許多集成電路將無法工作。需要增強(qiáng)，降低和調(diào)節(jié)電源，以滿足IC的需求。為了實(shí)現(xiàn)這一壯舉，工程師和設(shè)計(jì)人員通常會按需使用諸如低壓差（LDO）和降壓/升壓調(diào)節(jié)器之類的設(shè)備。隨著時(shí)間的流逝，這些設(shè)備變得更小，效率更高，功能更豐富。外部零件數(shù)下降，紋波下降。但是，正如讀者無疑知道的那樣，還有其他方法可以轉(zhuǎn)換電壓。下面列出了一些比較特殊和深?yuàn)W的方法。它們中的一些，例如正激轉(zhuǎn)換器，非常普遍，在隨處可見的計(jì)算機(jī)電路中都可以找到。這份清單絕不是詳盡無遺的，但是可以說，它解決你的部分困惑。
遠(yuǎn)程監(jiān)管方法
（?uk轉(zhuǎn)換器）
該轉(zhuǎn)換器由加州理工學(xué)院的Slobodan?uk教授設(shè)計(jì)，由兩個(gè)電感器，兩個(gè)電容器，一個(gè)二極管和一個(gè)開關(guān)元件構(gòu)成。它可以升高和降低施加到其輸入端子的電壓。?uk轉(zhuǎn)換器的輸出具有與輸入電壓相反的極性。它還能夠在不連續(xù)電壓模式下運(yùn)行。這是在換向周期內(nèi)耦合電容器兩端的電壓降至零時(shí)的情況。附帶地，耦合電容器的存在降低了EMI輻射。
（SEPIC轉(zhuǎn)換器）
單端初級電感轉(zhuǎn)換器（SEPIC）在拓?fù)渖吓c?uk轉(zhuǎn)換器非常相似。SEPIC轉(zhuǎn)換器的輸出與其輸入的極性相同。其輸出電壓可以高于或低于輸入電壓。根據(jù)確切的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，SEPIC轉(zhuǎn)換器的零件數(shù)量通常比其他轉(zhuǎn)換器類型少。
（正向轉(zhuǎn)換器）
正向dc-dc轉(zhuǎn)換器的基礎(chǔ)是變壓器。但是，它仍然具有此列表中其他轉(zhuǎn)換器一樣的開關(guān)元件。根據(jù)變壓器的纏繞方式，其輸出可能高于或低于轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。變壓器在負(fù)載和輸入電壓之間提供電流隔離。能量通過感應(yīng)從輸入線圈傳遞到輸出線圈。
（反激轉(zhuǎn)換器）
它用于將dc切換為dc，并將ac切換為dc。它看起來與正向轉(zhuǎn)換器非常相似，但是它以不同的原理工作，并在輸入和輸出之間提供電流隔離。所示的反激轉(zhuǎn)換器使用塌陷的磁場而不是感應(yīng)來將能量從變壓器線圈傳遞到變壓器線圈。請注意，開關(guān)元件在變壓器的初級側(cè)。
（電荷泵）
電荷泵代表了非常簡單的DC-DC轉(zhuǎn)換器類型，它們使用電容器來提高或降低輸入電壓。通常在諸如邏輯電平轉(zhuǎn)換器之類的設(shè)備中或需要低成本和低功耗解決方案的設(shè)備中內(nèi)置電荷泵。手機(jī)包裝有電荷泵。示出了具有有源開關(guān)元件的電荷泵。
總結(jié)
在你的職業(yè)生涯中，你可能永遠(yuǎn)不會使用或遇到這些方法中的任何一種，但是至少對這些方法有一個(gè)粗略的了解也不會有任何傷害。盡管您可能沒有設(shè)計(jì)自己的LDO穩(wěn)壓器，但熟悉其工作原理有助于你更好地了解何時(shí)以及如何使用該設(shè)備，以及在不工作時(shí)進(jìn)行故障排除。
至少在下一次PCB設(shè)計(jì)審查時(shí)，它會讓你有更多的思路。