DC/DC電源電路又稱為DC/DC轉換電路，其主要功能就是進行輸入輸出電壓轉換。一般我們把輸入電源電壓在72V以內的電壓變換過程稱為DC/DC轉換。常見的電源主要分為車載與通訊係列和通用工業與消費係列，前者的使用的電壓一般為48V、36V
、24V等，後者使用的電源電壓一般在24V以下。不同應用領域規律不同
，如PC中常用的是12V、5V、3.3V，模擬電路電源常用5V 15V，數字電路常用3.3V等，現在的FPGA、DSP還用2V以下的電壓，諸如1.8V、1.5V、1.2V等。在通信係統中也稱二次電源，它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓，經DC/DC變換以後在輸出端獲一個或幾個直流電壓。

 

 

DC/DC轉換電路主要分為以下三大類：

 

①穩壓管穩壓電路。 ②線性 （模擬）穩壓電路。 ③開關型穩壓電路

 

 

穩wen壓ya管guan穩wen壓ya電dian路lu電dian路lu結jie構gou簡jian單dan，但dan是shi帶dai負fu載zai能neng力li差cha，輸shu出chu功gong率lv小xiao，一yi般ban隻zhi為wei芯xin片pian提ti供gong基ji準zhun電dian壓ya，不bu做zuo電dian源yuan使shi用yong。比bi較jiao常chang用yong的de是shi並bing聯lian型xing穩wen壓ya電dian路lu

，其qi電dian路lu簡jian圖tu如ru圖tu（1）所示，

選擇穩壓管時一般可按下述式子估算： （1） Uz=Vout; （2）Izmax=（1.5-3）ILmax （3）Vin=（2-3）Vout 這(zhe)種(zhong)電(dian)路(lu)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan)
，可(ke)以(yi)抑(yi)製(zhi)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)的(de)擾(rao)動(dong)，但(dan)由(you)於(yu)受(shou)到(dao)穩(wen)壓(ya)管(guan)最(zui)大(da)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)限(xian)製(zhi)
，同(tong)時(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)又(you)不(bu)能(neng)任(ren)意(yi)調(tiao)節(jie)，因(yin)此(ci)該(gai)電(dian)路(lu)適(shi)應(ying)於(yu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)不(bu)需(xu)調(tiao)節(jie)，負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)小(xiao)
，要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)的(de)場(chang)合(he)

，該(gai)電(dian)路(lu)常(chang)用(yong)作(zuo)對(dui)供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)的(de)芯(xin)片(pian)供(gong)電(dian)。

 

 

穩壓電路的另一種形式
，有些芯片對供電電壓要求比較高
，例如AD DA芯片的基準電壓等
，這時常用的一些電壓基準芯片如TL431、 MC1403
，REF02等。TL431是最常用基準源芯片


，有良好的熱穩定性能的三端可調分流基準電壓源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從Vref（2.5V）到36V範圍內的任何值。最常用的電路應用如下圖示，此時Vo=（1+R1/R2）Vref。選擇不同的R1和R2的值可以得到從2.5V到36V範圍內的任意電壓輸出，特別地，當R1=R2時，Vo=5V。

其他的幾個基準電壓源芯片電路類似。

 

串(chuan)聯(lian)型(xing)穩(wen)壓(ya)電(dian)路(lu)屬(shu)直(zhi)流(liu)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)一(yi)種(zhong)
，其(qi)實(shi)是(shi)在(zai)三(san)端(duan)穩(wen)壓(ya)器(qi)出(chu)現(xian)之(zhi)前(qian)比(bi)較(jiao)常(chang)用(yong)的(de)直(zhi)流(liu)供(gong)電(dian)方(fang)法(fa)

，在(zai)三(san)端(duan)穩(wen)壓(ya)器(qi)出(chu)現(xian)之(zhi)前(qian)，串(chuan)聯(lian)穩(wen)壓(ya)器(qi)通(tong)常(chang)有(you)OP放大器和穩壓二極管構成誤差檢測電路，如下圖，該電路中
，OP放大器的反向輸入端子與輸出電壓的檢測信號相連，正向輸入端子與基準電壓Vref相連，Vs=Vout*R2/（R1+R2）。由於放大信號ΔVs為負值，控製晶體管的基級電壓下降，因此輸出電壓減小在正常情況下
，必有 Vref=Vs=Vout*R2/（R1+R2），調整R1，R2之比可設定所需要的輸出電壓值。

 

圖tu中zhong所suo示shi隻zhi是shi這zhe也ye是shi三san端duan穩wen壓ya器qi的de基ji本ben原yuan理li，其qi實shi負fu載zai大da小xiao可ke以yi可ke以yi把ba三san極ji管guan換huan成cheng達da林lin頓dun管guan等deng等deng，這zhe種zhong串chuan聯lian型xing穩wen壓ya電dian路lu做zuo組zu成cheng的de直zhi流liu穩wen壓ya電dian源yuan處chu理li不bu當dang，極ji易yi產chan生sheng振zhen蕩dang。現xian在zai沒mei有you一yi定ding模mo擬ni功gong底di的de工gong程cheng師shi，一yi般ban現xian在zai不bu用yong這zhe種zhong方fang法fa，而er是shi直zhi接jie采cai用yong集ji成cheng的de三san端duan穩wen壓ya電dian路lu
，進jin行xingDC/DC轉換電路的使用。

 

線性穩壓電路設計方案主要以三端集成穩壓器為主。三端穩壓器

，主要有兩種：

 

一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩壓器
，三端穩壓器的通用產品有78係列（正電源）和79係列（負電源），輸出電壓由具體型號中的後麵兩個數字代表，有5V，6V，8V

，9V
，12V，15V，18V
，24V等檔次。輸出電流以78（或79）後麵加字母來區分。L表示0.1A，M表示 0.5A，無字母表示1.5A
，如78L05表求5V 0.1A。

 

另一種輸出電壓是可調的線性穩壓電路，稱為可調輸出三端穩壓器，這類芯片代表是是LM317（正輸出）和LM337（負輸出）係列。其最大輸入輸出極限差值在40V
，輸出電壓為1.2V-35V（-1.2V--35V）連續可調，輸出電流為0.5-1.5A，輸出端與調整端之間電壓在1.25V，調整端靜態電流為50uA。

 

qijibenyuanlixiangtong，juncaiyongchuanlianxingwenyadianlu。zaixianxingjichengwenyaqizhong
，youyusanduanwenyaqizhiyousangeyinchuduanzi，juyouwaijieyuanjianshao，shiyongfangbian，xingnengwending
，jiagediliandengyoudian
，yinerdedaoguangfanyingyong。

 

 

上麵所述的幾種DCDCzhuanhuandianludoushuyuchuanlianfankuishiwenyadianlu
，zaicizhonggongzuomoshizhongjichengwenyaqizhongtiaozhengguangongzuozaixianxingfangdazhuangtai，yincidangfuzaidianliudashi，sunhaobijiaoda，jizhuanhuanxiaolvbugao。yincishiyongjichengwenyaqidedianyuandianlugonglvdoubuhuihenda，yibanzhiyou2-3W，這種設計方案僅適合於小功率電源電路。

 

采用開關電源芯片設計的DCDC轉換電路轉化效率高，適用於較大功率電源電路。目前得到了廣泛的應用，常用的分為非隔離式的開關電源與隔離式的開關電源電路。

 

DCDC轉換開關型穩壓電路設計方案

，采用開關電源芯片設計的DCDC轉(zhuan)換(huan)電(dian)路(lu)轉(zhuan)化(hua)效(xiao)率(lv)高(gao)
，適(shi)用(yong)於(yu)較(jiao)大(da)功(gong)率(lv)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)。目(mu)前(qian)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)

，常(chang)用(yong)的(de)分(fen)為(wei)非(fei)隔(ge)離(li)式(shi)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)與(yu)隔(ge)離(li)式(shi)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)電(dian)路(lu)。當(dang)然(ran)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)基(ji)本(ben)的(de)拓(tuo)撲(pu)包(bao)括(kuo)降(jiang)壓(ya)型(xing)、升壓型
、升降壓型及反激
、正激、橋式變化等等。

 

非隔離式DCDC開關轉換電路設計方案。

 

隔離式DCDC開關轉換電路設計方案。

 

DCDC開關轉換集成電路芯片

，這類芯片的使用方法與第六條中的LM317非常相似

，這裏用L4960舉例說明，一般是先使用50Hz電源變壓器進行AC-AC變換，將～220V降至開關電源集成轉換芯片輸入電壓範圍比如1.2～34V，由L4960進行DC-DC變換，這時輸出電壓的變化範圍下可調至5V，上調至40V，最大輸出電流可達2.5A（還可以接大功率開關管進行擴流）

，並且內設完善的保護功能
，如過流保護、過熱保護等。盡管L4960 的使用方法與LM317差不多，但開關電源的L4960與線性電源的LM317相比
，效率不可同曰而語
，L4960最大可輸出100W的功率 （Pmax=40V*2.5A=100W），但本身最多隻消耗7W，所以散熱器很小
，製作容易。與L4960類似的還有L296，其基本參數與L4960 相同，隻是最大輸出電流可高達4A，且具有更多的保護功能，封裝形式也不一樣。這樣的芯片比較多，比如
，LM2576係列
，TPS54350
，LTC3770等等。 一般在使用這些芯片時
，廠家都會詳細的使用說明和典型電路供參考。

 

 

常用的隔離DC/DC轉換主要分為三大類：1.反激式變換。2.正激式變換。3.橋式變換

 

常用的單端反激式DC/DC變換電路，這類隔離的控製芯片型號也不少。控製芯片典型代表是常用的UC3842係列。這種是高性能固定頻率電流的控製器
，主要用於隔離AC/DC、DC/DC轉換電路。其主要應用原理是：電路由主電路、控製電路、啟動電路和反饋電路4 部分組成。主電路采用單端反激式 拓撲，它是升降壓斬波電路演變後加隔離變壓器構成的
，該電路具有結構簡單， 效率高， 輸入電壓範圍寬等優點。 控kong製zhi電dian路lu是shi整zheng個ge開kai關guan電dian源yuan的de核he心xin，控kong製zhi的de好hao壞huai直zhi接jie決jue定ding了le電dian源yuan整zheng體ti性xing能neng。這zhe個ge電dian路lu采cai用yong峰feng值zhi電dian流liu型xing雙shuang環huan控kong製zhi，即ji在zai電dian壓ya閉bi環huan控kong製zhi係xi統tong中zhong加jia入ru峰feng值zhi電dian流liu反fan饋kui控kong製zhi。 這類方案選擇合適的變壓器及MOS管(guan)可(ke)以(yi)把(ba)功(gong)率(lv)做(zuo)的(de)很(hen)大(da)，與(yu)前(qian)麵(mian)幾(ji)種(zhong)設(she)計(ji)方(fang)案(an)相(xiang)比(bi)電(dian)路(lu)結(jie)構(gou)複(fu)雜(za)
，元(yuan)器(qi)件(jian)參(can)數(shu)確(que)定(ding)比(bi)較(jiao)困(kun)難(nan)，開(kai)發(fa)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)
，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)此(ci)方(fang)案(an)時(shi)可(ke)以(yi)優(you)先(xian)選(xuan)擇(ze)市(shi)麵(mian)上(shang)比(bi)較(jiao)廉(lian)價(jia)的(de)DC/DC隔離模塊。

 

 

很多微處理器和數字信號處理器（DSP）都需要內核電源和一個輸入/輸出（I/O）電源，這些電源在啟動時必須排序。設計師們必須考慮在加電和斷電操作時內核和I/O電(dian)壓(ya)源(yuan)的(de)相(xiang)對(dui)電(dian)壓(ya)和(he)時(shi)序(xu)，以(yi)符(fu)合(he)製(zhi)造(zao)商(shang)規(gui)定(ding)的(de)性(xing)能(neng)規(gui)格(ge)。如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)正(zheng)確(que)的(de)電(dian)源(yuan)排(pai)序(xu)
，就(jiu)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)閉(bi)鎖(suo)或(huo)過(guo)高(gao)的(de)電(dian)流(liu)消(xiao)耗(hao)，這(zhe)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)I /O端口或存儲器

、可編程邏輯器件（PLD）、現場可編程門陣列（FPGA）或數據轉換器等支持器件的I/O端口損壞。為了確保內核電壓正確偏置之前不驅動I/O負載，內核電源和I/O電源跟蹤是必需的。現在有專門的電源模塊公司量身定做 一(yi)些(xie)專(zhuan)用(yong)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)，主(zhu)要(yao)是(shi)那(na)些(xie)對(dui)除(chu)去(qu)常(chang)規(gui)電(dian)性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)以(yi)外(wai)
，對(dui)其(qi)體(ti)積(ji)小(xiao)，功(gong)率(lv)密(mi)度(du)高(gao)
，轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)高(gao)，發(fa)熱(re)少(shao)，平(ping)均(jun)無(wu)故(gu)障(zhang)工(gong)作(zuo)時(shi)間(jian)長(chang)
，可(ke)靠(kao)性(xing)好(hao)
，更(geng)低(di)成(cheng)本(ben)更(geng)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)DC/DC電源模塊。這些模塊結合了實現即插即用（plug-and-play）解決方案所需的大部分或全部組件，可以取代多達40個不同的組件。這樣就簡化了集成並加速了設計
，同時可減少電源管理部分的占板空間。

 

最傳統和最常見的非隔離式DC/DC電源模塊仍是單列直插（SiP）封裝。這些開放框架的解決方案的確在減少設計複雜性方麵取得了進展。然而，最 簡單的是在印刷電路板上使用標準封裝的組件。

 

 

本條金律也是本文的總結
，很重要。本文這裏主要大致介紹了DCDC電源轉換的穩壓管穩壓、線性（模擬）穩壓、DCDC開關型穩壓三種電路模式的幾種常用的設計方法方案。

 

①需要注意的是穩壓管穩壓電路不能做電源使用，隻能用於沒有功率要求的芯片供電;②線性穩壓電路電路結構簡單
，但由於轉化效率低，因此隻能用於小功率穩壓電源中;③開關型穩壓電路轉化效率高，可以應用在大功率場合，但其局限性在電路結構相對複雜（尤其是大功率電路），不利於小型化。因此在設計過程中，可根據實際需要選擇合適的設計方案。