什么是DC/DC转换器？

  DC/DC转换器是一种从输出恒定电压的直流电源产生不同直流电压的电源装置。

输出高于输入直流电压的转换器称为升压转换器，输出较低电压的转换器称为降压转换器。

DC/DC转换器的应用

DC/DC转换器用于电子设备内部，为某些电路提供合适的电源电压。

电子设备通常使用商用电源（交流电）进行操作，但由于电子电路需要直流电源，因此首先将商用电源转换为直流电。该电源电路称为AC/DC转换器。

另一方面，组成电路的IC和其他电子元件各自具有不同的最佳工作电压范围，因此有必要向每个单独的电路提供适当的电压。因此，根据需要的电压准备多个电源，在这种情况下使用DC/DC转换器。

DC/DC转换器原理

DC/DC 转换器有两种类型，每种都有不同的原理。

1. 线性稳压器

在线性稳压器中，在输入和输出端子之间插入一个NPN晶体管，通过控制该晶体管的集电极和发射极之间的电压来保持输出电压恒定。晶体管的输入侧为集电极，输出侧为发射极，控制电路检测输出电压与期望电压之间的差异。

基本操作是控制晶体管的基极电流，改变集电极和发射极之间的电压，使输出电压保持恒定。有些使用N沟道MOSFET代替NPN晶体管，在这种情况下，漏极连接到输入侧，源极连接到输出侧，控制电路控制栅极电压。

2. 开关稳压器

开关调节器在输入端子和输出端子之间安装有开关元件，并通过使开关元件保持在ON状态来从输入向输出提供电力，直到输出电压达到期望的电压。基本操作是导通。此时开关元件关闭。

高速重复此操作以控制输出电压保持在所需范围内。开关稳压器型DC/DC转换器通过与线圈组合并利用电流中断时线圈产生的反向电压，实现升压操作以获得高于输入电压的电压。

还可以创建无论输入电压如何都可以输出恒定电压的降压-升压稳压器，以及从正电压生成负电压的反相稳压器。

DC/DC转换器的类型

DC/DC 转换器主要有两种类型：线性稳压器和开关稳压器。

1. 线性稳压器

在输入端和输出端之间插入一个NPN晶体管来控制输出端的电压，使其始终恒定。虽然这种方法提供了稳定的输出电压，噪声很小，但它具有以下缺点： 存在。

• 输出电压只能低于输入电压。
• 由于晶体管造成的损耗大，能量效率差，发热增加。

2. 开关稳压器

在输入端和输出端之间安装开关元件，通过开关元件接通和关断从输入端流过的电流，以维持输出端的恒定电压。它具有以下优点。

• 根据电路配置，它可以用作升压转换器或降压转换器。
• 它具有很高的能源效率，并且在整个电路中产生的热量较少。

另一方面，缺点包括：

• 出现开关噪声，并且输出上出现尖峰噪声和纹波。
• 零件数量多，电路规模大。

DC/DC转换器的使用方法

线性稳压器提供稳定的电压输出和低噪声，使其适用于模拟电路，例如处理来自各种传感器的微弱信号时。但由于它会产生大量的热量，因此需要适当的散热设计。必须考虑使用散热器和风扇将产生的热量释放到设备外部。

另一方面，开关稳压器可以在较宽的范围内设置输出电压，并且还可以提供大电流，但它们不可避免地会产生噪声，因此可能需要采取对策。对策的一个例子是将其放入屏蔽盒中。

然而，为了防止噪声进入模拟电路，可能需要采取措施，例如将电源本身分开以及使用单点接地来共享DC/DC转换器和模拟电路之间的接地电平。

另外，虽然它产生的热量相对较少，但在输出大功率时，与线性稳压器一样，在设计器件时需要密切注意内部散热。