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为您的电源设计选择转换器或稳压器
为您的电源设计选择转换器或稳压器
在为您的设备设计电源时，有很多不同的选择。有时最大的障碍可能是理解选项之间的差异，一些供应商对同一件事使用不同的术语。因此，在这里我们将简要介绍直流电源设计中的主要选择。
DC-DC 转换器与稳压器
甲DC-DC转换器接收输入DC电压，并且生成不同的输出DC电压。DC-DC 转换器的主要目的是产生被驱动负载所需的输出电压。应用可能包括由较高电压电源驱动的低压电子元件，例如在汽车应用中。另一方面，它可能是低电压电池供电的驱动组件，具有更高的电压功率要求。
电压调节器通过使用带有来自输出负载的反馈的控制元件来稳定输出电压，以保持所需的电压电平。未经调节的 DC-DC 转换器的输出电压将随着负载电流的增加而降低。稳定未稳压的转换器需要添加单独的稳压器电路。转换器一词通常用于产生稳定输出电压的电路，这意味着不需要独立的稳压器。
有两种主要类型的 DC-DC 转换器/稳压器可用，线性和开关模式。
线性稳压器
线性稳压器使用电阻元件产生压降，以将输入直流电压降低到所需水平。虽然设计简单且成本低，但这种转换器的效率取决于所需压降的大小。
开关模式稳压器
开关模式稳压器通过使用输入电压来填充和能量存储，然后从该存储中生成输出电压来运行。存储是电容或电感组件或两者的组合。与线性转换器的主要区别在于输出电压可以高于或低于输入电压。元件损耗决定了电路的效率。该效率与输入和输出电压之间的差异幅度无关。
与开关模式转换器相比，线性转换器具有一项主要的性能优势。它们产生的电噪声非常小，输出电压的质量取决于输入电压源的噪声水平。相比之下，开关转换器会在电路的开关频率附近产生大量的电噪声。因此，需要在驱动噪声敏感负载的转换器输出端应用滤波。如果耦合回输入电压源的噪声会产生干扰或影响设备合规性，则还可能需要输入滤波。
降压/降压稳压器
降压或降压稳压器将通过 LC 飞轮电路切换输入电流以从存储的能量驱动负载，从而有效降低输入电压以产生稳定的输出电压。输出电压将由输入电压开启时存储的能量决定。该电路也可称为斩波转换器。
升压/升压稳压器
升压或升压稳压器通过使用输入电压将能量存储在电感器中，从而产生高于输入电压的稳定输出电压，并在该电感器开启时释放。电感产生的电压增加了由输入电压驱动的电容器中已经存储的能量。结果，电容器和电感器结合产生比输入电压更大的电压。输出电压由用于驱动开关的脉冲宽度模块信号的标记间隔比决定。
降压-升压稳压器
降压-升压转换器结合了降压转换器和升压转换器的元件，以针对宽范围的输入电压产生稳定的输出电压。虽然效率低于降压或升压电路，但它在应对波动的输入电源方面提供了灵活性。
隔离考虑
使用变压器的开关转换器为具有安全要求的应用（例如医疗设备）提供输入和输出电压线之间的隔离。具有非隔离输出的开关转换器往往体积更小，效率更高。根据定义，DC-DC 线性转换器将是非隔离的。
反激式转换器
反激式转换器是降压-升压转换器的隔离版本，但使用变压器的初级绕组代替升压转换器中的电感器，并使用次级绕组驱动输出。由于额外的变压器损耗，这种电路设计提供了等效的性能，但效率略低。但是，如果需要，可以调整变压器的匝数比以管理开关占空比和绕组中的电流以优化性能，从而为设计人员提供更多的组件计算权衡机会。
正向转换器
正向转换器类似于反激式转换器，但提供更快的响应时间，更适合提供更高的电流，但不适用于高输出电压，成本更高，并且需要更大的电路板空间 - 由于更高的组件数量。
总之
在电源设计方面有很多选项可供选择：转换器和稳压器、线性和开关模式、隔离和隔离。市场上也充斥着用于实现每个选项的现成组件，使设计人员能够选择最佳选择并针对其应用对其进行优化。