DC/DC转换器是什么?

DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类：升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用，尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制，且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。
PFM是pulse frequency　modulation英文的缩写，意思是脉冲频率调制。


请问HT77 XX 带有功能使能端（chip enable）吗？
Answer
只有SOT25封装的HT77XX 带有功能使能端（chip enable）。SOT25封装有5 PIN输出（CE/NC/GND/LX/VOUT），其中含CE PIN。而其它封装TO92和SOT89只有3 PIN输出(GND/LX/VOUT)。
CE PIN 使能，则HT77XX进入正常工作模式，CE PIN除能则可以使HT77XX进入Shutdown，即HT77XX内部Reference Block，Gain Block和所有Feedback与Control Block皆会关闭，使HT77XX耗电更低（0.5uA）。在CE PIN除能时，HT77XX输出电压为输入电压减去Schottky Diode压降，此输出电压会随着输出电容与负载而慢慢减小，由于输出电压无法及时关掉，此时在应用上只能外加电路来控制，比如下图所示，由外部Control信号（Control="High"，使能；Control="Low"，除能）控制输出电压On/Off：

请教DC-DC converter
各位大大，我现在要做一个DC-dc converter, input range 1.5 to 10v, output为 5v, 3.3v and 1.2v, output current均为500mA.用smic .18的制成，现在有一下顾虑：
‘ l  z0 l! d- v# E- J1. input range 太宽，那么如何界定该用boost还是buck呢？ 另外，怎么让circuit知道input的范围而决定使用boost还是buck呢？2 _8 n3 C7 q‘ Z- A
2. 我们用的是5.5v的transistor,那么对于10v的input,如何保证开关晶体管不会break down（因为有可能有10v的压降在gate上面）？ 5 }# x( i8 H( z, n
3. 不太理解error amplifier如何决定其gain, 采用哪一种架构呢？
5 U) \; s: \- w. J5 X7 D7 h$ Y4. 有关soft start如何实现呢？5 P% T& _. [:
看了一下你input和output电压的specification,我想,你应该是使用Buck DC-DC7 H0 r4 v* O4 z( y% u
因为Boost是升压,所以输出电压一定会比输入电压来的高,但从你的述说中最高的输出电压却比最高的输入电压来的低1 b+ ]9 t9 c6 K8 r- i. `
故而,会是Buck DC-DC
$ J‘ s+ W6 F( {& S5 F* |至于如何让circuit知道这是Buck or Boost,通常会在soft-start circuit中着手,在进入soft-start mode时,判断电感的电压来判定这是Buck or Boost DC-DC2 ?; [( i$ }6 k1 Q  P3 L% U8 |( c
不过,就你的条件,不需要到Boost DC-DC- d& f2 M; K2 F: X5 B7 z8 o
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你的最高电压高达10V却用5.5V的transistor,我想,circuit很难设计出来,尤其是同步型的Buck DC-DC,Power MOS根本会超出最大的耐压,所以,你所选用的制程是无法设计到10V的,建议采用别种制程或者更改specification  R, Q. S; I3 r8 D9 v# f3 y
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error amplifier有分type II和type III两种,两者的差别在于phase margin的补偿- J6 R0 |# J# p+ d, J2 J
至于如何设计R-C值与OP Amp的Gain and Phase margin,建议你先行study教科书,因为那关系到整个loop的行为和动作,很难用单独一个error amplifier来解说% Y3 A‘ j: D5 ?1 p2 }6 X1 {- u
5 Z5 @! j% F: @- s3 o. y- w) r目前soft-start几乎没有任何一篇paper有探讨,建议你可以从Power大厂的data sheet看它们的function block来自我设计
* H& g! P8 [, h# I我曾花过不少时间找soft-start circuit,但,只有block而没有详细电路,而IEEE也几乎没有探讨过这块block. s9 p! ?6 ?0 ~5 P. q
所以,了解原理,自行参阅一些大厂的data sheet来设计吧
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G1 H3 M‘ J! d1 j最后,DC-DC的动作原理并不难,但有很多的protection机制却并不简单,需花些心思在上面
; N7 o/ q; u  _+ z/ U5 h+ F1 ?再者,DC-DC通常都会操作在大负载电流的情况,其layout也会是一个很重要的考虑因素
非常感谢Finster的回答！) a$ j) B, q) G
可是如果input为1.5v的时候呢，那么就只能用boost得到5v暸啊；由于input可能从1.5v变到10v,所以buck,boost都有可能啊，那么我怎么让circuit判断input的范围而在buck与boost之间switch呢？
; {- I  J, w2 X4 d. b. j10v input确实没有办法做，我看只能改spec暸 ：（# t; H% M9 l( i
对于err amp,是不是关键要high gain然后保证pm足够就可以暸呢？如果这样，采用一般的ota就可以暸是不是呢？
# U, |* V3 o# w4 k* E另外对于layout,不知道finster能不能给我一些建议。
一般来说,如果input电压可以到达10V且是Boost DC-DC,那它的最高工作输出电压理论上可达20V
) |1 c, T1 |6 d/ o% R故而,若以你的规格来看,最高input电压10V,最高的输出电压却只有5V,当然是用Buck DC-DC即可, ^* ]% Z+ r( b‘ E# D7 S0 ~
而这是最直接的判断方式,所以,一般都是以输入电压和输出电压的关系来判断是用Buck or Boost DC-DC
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再来,不好意思,我想我弄错了$ ]  R* z  N+ t% v
因为我之前是作Buck & Boost & Inverter三种DC-DC一体的架构,所以把判断电路给弄混了# |& d% G  V8 `8 d: d5 [/ w
基本上Buck和Boost是可以用同一个控制电路,两者的差别只在于外接的电感和diode的接法- ~" l5 P9 c7 L8 K& V
因为两者的判断都是藉由输出的回授电压拉回来和chip内部的Bandgap voltage作出较再调整电压/ g/ @0 k9 p. m
所以,基本上是两者可用同一种控制电路,只有在Inverter DC-DC会不一样,而我上一个回复把Inverter DC-DC弄成Boost DC-DC
9 V4 o% w  }0 |; l! T不好意思,造成困扰之处还请见谅9 Q. I& N& E7 \2 \* L4 y
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对于error amplifier,它所要考虑点乃在于外部电感及电容和ESR所组成的三阶filter的pole,再配合分压电阻的gain,再有PWM的gain和error amplifier本身的gain以及phase,故而并不是error amplifier的gain够高,phase margin够宽够可,那是要配合整个loop的gain以及phase去算出来的才能够知道error amplifier的gain和phase margin值为何,尤其是phase margin,PWM的stability就决定在error amplifier的phase margin5 f, d8 _0 U  {9 ~0 b7 G
所以我才会说要去看教科书8 h  r. Y7 |) Q$ f: \0 [2 a
因为,其中的关系式很难用三言两语就能够说得清楚
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最后,layout部份以driver最为重要3 L8 b( S: {3 Z/ Q6 c, N8 K
因为它要流过大电流,所以其layout最为重要,而且它的size若没有画好,很有可能performance会大受影响: I1 ]. w- y8 Y0 P8 b- r8 k
再者,还有bandgap circuit的layout也是一个极大重要的block
非常感谢finster啊！; s7 R" U+ B0 P0 j
另外能请问一下哪里有buck的matlab simulink model吗？我找暸很久，好像还是没有看到哦。另外在一篇帖子里面finster提到一篇thesis “A High Efficiency Synchronous CMOS Switching Buck Regulator with Accurate Current Sensing Technique",不过怎么样能够看得到呢？" h% ~  t8 H- A2 Q# ]: t  N
非常感谢finster
1.很抱歉我也不知道那里有buck的matlab simulink model
* p  R% T; I6 @! d2.有关于" High Efficiency Synchronous CMOS Switching Buck Regulator with Accurate Current Sensing Technique"4 _1 m0 h! t* g! ], ^4 ?
它是一份92年交大硕士班的毕业论文,指导教授是吴重雨老师,你可以在全国博硕士论文找到这份数据,我大概是在2年多前要作这方面的产品时在网络上找到的这份参考数据,在我看过那么多有关error amplifier的设计参考数据中,这份数据算是最有系统的,不过,它的方式和目前在一般大厂的data sheet有所不同,这种计算error amplifier的方式较属于学术方面的吧0 q- F9 h; u; t5 N0 X3 j) G
因为是别人的毕业论文而不是我的,所以,请上博硕士论文去下载,若真的不行,再给我个人e-mail把这份资料转寄给你
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3.附件文件是InterSil的data sheet,它里面的第10页起是介绍type III error amplifier的设计方法,这种方式是目前我看过最常见的计算方式,立琦以及一些厂商的data sheet就非常近似这种写法,而这种方法又和第二点的交大毕业论文的方法又有些不同2 U3 l/ i3 c6 w* R4 `. I‘ R‘ B
此外,TI的National的data sheet在介绍error amplifier的计算方式又和InterSil的又有些不同,所以啰,各家有各家的计算方式,很难说有一定的标准# j‘ y! H5 @( l5 I
个人是觉得要先了解92年交大硕士班的毕业论文中所介绍的error amplifier的计算方式,它算是很有系统的解说,了解之后再去看各大厂的data sheet会有较有概念和知道为何各家的data sheet要这么计算% E‘ z" R‘ K  [1 v8 K. u) Y
9 _$ I: ^, w- h) H4.我目前没有较推荐有关在error amplifier的书籍,因为我看过几本号称作switching regulator的书籍,但在介绍error amplifier上并没有很有系统的介绍
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5.switching regulator除了function要正确外,有很多protection机制,如over current protection, thermal shut-down, zero current protection, soft start circuit等,有些书上有讲,有些没有,有些在paper上根本也不会提,反而是在data sheet才会特别列出来它的规格,所以,参考各家大厂的data sheet是有必要的8 f( z, }$ [5 _9 S$ g
2 X9 v# Z9 ?/ \- S2 o3 i4 r: ?! z" h5 A6.在layout上,switching regulator基本上和一般的layout技巧并没有太大的不同,不过,在一些保护电路以及driver部份需特别小心,尤其是power line和ground line,以及高压的ESD protection上都是layout上所特别要留意且小心的地方,这些很难用三言两语来介绍,因为很多地方是藉由失败的经验学来的,书本以及paper根本没有提,也很难介绍一些参考数据
2007年全球电源管理市场一览楼主
电源半导体产品市场近期呈现快速增长趋势，甚至超过了数字处理器和存储器等半导体的增长速度。大部分增长来源于高容量电池供电的电子产品，如手机和数字音乐播放器。由于所有电子产品都需要有电源供电，所以电源管理市场也跟随各种应用而格外多样。
电源管理产品可划分为多种类型，包括分立晶体管以及提供AC-DC和DC-DC转换等功能的集成电路。集成的电源解决方案是市场主要驱动力所在，稳压器等电源转换类产品在2006年占据整个电源管理市场的32%，销售额达到187亿美元。
Databeans预测在未来五年，总体电源管理市场将达到324亿美元，占到整个半导体市场的7%。稳压器市场预计从2006年的60亿美元增长到2012年的132亿美元，年复合增长率为16%，这已经明显高于大多数半导体产品的销售额预计。在未来五年，电源集成电路的销售额预计以11%的年平均增长率发展，而分立电源产品销售额增长率预计为8%。
在电源IC产品中，开关和线性稳压器一直占据主要市场份额。开关稳压器性能更好，价格则稍微比线性稳压器高一些，这两类产品都广泛应用于所有细分市场的各种应用。DC-DC转换器占据整个电源IC市场的36%，随后是提供通用功能和LDO的线性稳压器，市场份额达到33%。为消费者手机和音乐播放器提供照明用途的背光驱动器占到总销售额的13%，而电能量测等电池专用产品的销售额则占总体销售额的8%。
作为发展最为迅速的领域，转换器包括开关稳压器、热插拔控制器、背光驱动器、LDO稳压器以及线性稳压器等多类产品。Databeans预测，随着宽带和通信设备新应用的展开，热插拔控制器市场的年平均增长最快，紧随其后是DC-DC转换器，其在笔记本电脑和手机市场具有很高的市场容量。用于小型显示器和其他应用的背光驱动器同样能够带动整个市场增长。
热插拔控制器的全球销售额在2006年估计为2.7亿美元，我们预测到2012年将达到7亿美元。热插拔技术主要应用集中在48V通信电源，而低电压设备也表现出增长势头，尤其对于2.5~5V电压范围。拥有较大市场份额的DC-DC转换器预计2012年销售额将接近80亿美元。
电池管理产品方面，现有应用将不断推动专用电池供电设备所需的各种附加功能，因此电量测量、保护器件等产品需求将会看涨。预计这类电源IC器件的价格下降还将推动全球销售额的增长，其单位出货量增长也更为迅速。
从应用需求来看，对电源器件的需求来自于各个细分领域。目前通信领域的应用是该市场最大的驱动力，稳压器的平均销售价格稳定，单位出货量将随着手机、数字音频等手持电子设备的需求增大而持续攀升。通信应用占到电源器件市场的三成左右，消费类和计算机应用分别占到该市场的23%和24%，汽车电子应用大约占到总体功率器件市场的10%，而工业应用达到13%。
用于通信领域的电源器件市场年平均增长率预计为19%，随后是消费类市场，预计能够实现15%的增长。计算机电源IC预计年复合增长率为14%，主要来自于笔记本电脑以及相应需要供电的外设应用。汽车电子应用领域的增长也很乐观。由于涉及到更多的电子器件以及车载网络安全系统和传动系应用，汽车电子产品逐渐用到更多电源管理产品。
当今开关电源技术四大趋势  发表于 2008-01-19 22:58:48
效率更高体积更小电磁污染更少可靠性更高
一、非隔离DC/DC技术迅速发展
近年来，非隔离DC/DC技术发展迅速。目前一套电子设备或电子系统由于负载不同，会要求电源系统提供多个电压挡级。如台式PC机就要求有+12V、+5V、+3.3V、-12V四种电压以及待机的+5V电压，主机板上则需要2.5V、1.8V、1.5V甚至1V等。一套AC/DC中不可能给出这样多的电压输出，而大多数低压供电电流都很大，因此开发了很多非隔离的DC/DC，它们基本上可以分成两大类。一类在内部含有功率开关元件，称DC/DC转换器。另一类不含功率开关，需要外接功率MOSFET，称DC/DC控制器。按照电路功能划分，有降压的STEP-DOWN、升压的BOOST，还有能升降压的BUCK-BOOST或SEPIC等，以及正压转成负压的INVERTOR等。其中品种最多，发展最快的还是降压的STEP-DOWN。根据输出电流的大小，分为单相、两相及多相。控制方式上以PWM为主，少部分为PFM。
在非隔离的DC/DC转换技术中，TI公司的预检测栅驱动技术采用数字技术控制同步BUCK，采用这种技术的DC/DC转换效率最高可以达到97%，其中TPS40071等是其代表产品。BOOST升压方式也出现了采用MOSFET代替二极管的同步BOOST的产品。在低压领域，增加效率的幅度很大，而且正在设法进一步消除MOSFET的体二极管的导通及反向恢复问题。
二、开关电源吹响数字化号角
目前在整个的电子模拟电路系统中，电视、音响设备、照片处理、通讯、网络等都逐步实现了数字化，而最后一个没有数字化的堡垒就是电源领域了。近年来，数字电源的研究势头不减，成果也越来越多。在电源数字化方面走在前面的公司有TI和Microchip。TI公司既有DSP方面的优势，又兼并了PWMIC专业制造商UNITRODE公司，该公司已经用TMS320C28F10制成了通讯用的48V输出大功率电源模块，其中PFC和PWM部分完全为数字式控制。现在，TI公司已经研发出了多款数字式PWM控制芯片。目前主要是UCD7000系列、UCD8000系列和UCD9000系列，它们将成为下一代数字电源的探路者。它们总体上既包括硬件部分，还要做软件编程。硬件部分包括PWM的逻辑部分、时钟、放大器环路的模数转换、数模转换以及数字处理、驱动，同步整流的检测和处理等。
目前在电源领域里的竞争主要还是性能价格的竞争，所以数字电源还有很长的路要走，然而电源领域的数字化的号角已经吹响了。
三、初级PWM控制IC不断优化
有源箝位技术历经十余年经久不衰，自从2002年VICOR公司此项专利技术到期解禁之后，各家公司开发的新型有源箝位控制IC如雨后春笋般涌现，给用户提供了充分的选择。
控制早期有源箝位控制技术的TI，不仅保持了原有的UCC3580系列，又新开发了性能更优越的UCC2891-94，它采用电流型控制方式，综合了高边箝位、低边箝位两种控制方案，给出了全新的控制技巧。OnSemi先推出了低压(100V)有源箝位的NCP1560控制芯片，随后又推出了高压应用的控制芯片NCP1280，它既解决了LCDTV等离子TV电源的要求，现在又直指下一代无风扇的PC机电源。美国NS公司的5000系列中专门有一款LM5025的有源箝位控制IC，连名不见经传的Semtech公司也给出了有源箝位的控制芯片，型号是SC4910，可见其背后蕴藏着巨大的市场商机。直到最近TI公司又推出的有源箝位控制ICUCC2897，已经将有源箝位的PWM控制做到了完美无缺。而台商飞兆公司则给出了最廉价的有源箝位控制IC，即SD7558和SD7559。
在大功率领域，全桥移相ZVS软开关技术在解决开关电源的效率上功不可没。从TI公司的UC3875到UCC3895，再从Linear公司的LTC1922到LTC3722增加了自适应检测技术，使全桥移相技术达到了顶峰。然而，在同步整流技术普遍应用的今天，它却无法实现最佳的ZVS同步整流。因为全桥移相电路在本质上是属于非对称的，它无法实现完全的ZVS同步整流，由于其开启和关断过程总有一半是硬开关，因而效率比不上对称电路拓扑的ZVS方式的同步整流。最新的科技成果应该是INTERSIL公司推出的PWM对称全桥的ZVS控制IC-ISL6752。它既能控制初级侧的四个MOS开关为ZVS工作状态，又能准确地给出控制二次侧的同步整流为ZVS工作状态的驱动信号。采用这颗IC制作的400W的DC/DC再加上先进的功率MOSFET，转换效率可达到95%。
对于小功率的开关电源，则仍旧是反激变换器的PWM控制IC，但是它必须要能很好地解决二次侧的同步整流的控制方式。OnSemi公司的NCP1207和NCP1377是高压AC/DC领域的佼佼者。若能再配上TI公司的反激变换器的同步整流控制IC-UCC27226，则能使它们成为几乎完美无瑕的高效率电源。低压DC/DC领域中的反激变换器控制IC中，Linear公司的LTC3806则是上乘之作。LTC3806不仅能控制好PWM，还给出准确的二次侧同步整流驱动信号，是低压小功率电源控制IC的杰作。
综上所述，开关电源设计时可以选择最佳控制方式和最佳电路拓扑。大功率应该是全桥ZVS加上二次侧ZVS同步整流，典型控制IC是ISL6752；中等功率到小功率应该是有源箝位正激变换ZVS软开关配上二次侧的预检测栅驱动技术的同步整流；而小功率应该是配好同步整流的反激变换。当然，这里没有绝对的界限，只是不同的条件下应该有相应的最佳选择。
四、同步整流技术实现高效
从上世纪90年代末期同步整流技术诞生以来，开关电源技术得到了极大的发展，采用IC控制技术的同步整流方案已经为研发工程师普遍接受，现在的同步整流技术都在努力实现ZVS、ZCS方式的同步整流。
从2002年美国银河公司发表了ZVS同步整流技术之后，现在已经得到了广泛应用。这种方式的同步整流系巧妙地将二次侧驱动同步整流的脉冲信号调为比一次侧的PWM脉冲信号的上升沿超前，下降沿滞后的方法实现了同步整流MOS的ZVS方式工作。最新问世的双输出式PWM控制IC几乎都在控制逻辑内增加了对二次侧实现ZVS同步整流的控制端子。例如：Linear公司的LTC3722、LTC3723，INTERSIL公司的ISL6752等。这些IC不仅努力解决好初级侧功率MOSFET的软开关，而且着力解决好二次侧的ZVS方式的同步整流，转换效率可达94%以上。
在非对称的开关电源电路拓扑中，特别是对于性能良好的正激电路或正激有源箝位电路，在二次侧的同步整流中，为了实现ZVS方式的同步整流，消除MOSFET体二极管的导通损耗和反向恢复时间带来的损耗，TI公司的专利技术"预检测栅驱动技术"在控制芯片中增加了大量的数字控制技术，正激电路同步整流的控制芯片UCC27228的诞生使正激电路的效率达到了前所未有的高效率。再配合好初级侧的有源箝位技术之后，使这种最新的电路模式既做到了初级侧的软开关ZVS方式工作，又解决了磁芯复位及能量回馈，减轻了功率MOSFET的电压应力，还做到了二次侧的ZVS最佳状态的同步整流，综合使用这两项技术的中小功率的DC/DC变换器，其效率都在94%以上，功率密度也都能达到200W/in以上。
五、专家观点：能源紧缺急需节能政策出台
目前中国制造的开关电源占了世界市场的80%，但是高端市场上几乎没有我们的份额。我国目前能源紧缺，而电源行业又是一个与能源消耗密切相关的行业，所以需要政府以及学会团体应该在几个方面给电源的发展方向作出指导。
首先，彩电电源的空载功耗。在城市里很多家庭晚上看完电视后，采用遥控关断的方法关机，使电力白白消耗。这时彩电的空载损耗多在3.5W以上，欧洲标准是小于1W，日本标准是小于0.6W。
第二，国内各个家电厂商对于电源的效率要求不高，只要求价格。例如，DVD生产商在外配电源适配器时，宁可选择转换效率不足80%，空载损耗1.5W的49元一台的适配器，却不愿意选择转换效率90%以上，空载损耗<0.6W的59元一台的适配器。
目前，我们国家的石油进口已经超过50%，仍旧是缺油大国，如果私家车再多一些，我们到哪里去弄石油？是否该用法律及政策去鼓励企业和工程师多开发和生产高效率的电源呢？