DC-DC转换器分类-和讯康讲堂

常用的DC-DC转换器有两种类型：电容储能电荷泵（Charge Pump）和电感储能DC-DC转换器。

电荷泵

电荷泵为容性储能DC-DC产品，可以进行升压，也可以作为降压使用，还可以进行反压输出。

电荷泵消除了电感器和变压器所带有的磁场和电磁干扰。

工作原理
电荷泵是通过外部一个快速充电电容（Flying Capacitor），内部以一定的频率进行开关，对电
容进行充电，并且和输入电压一起，进行升压（或者降压）转换，最后以恒压输出。以升压型为
例，首先上图中S1、S4导通，S2、S3截止，输入电源对C1充电到电压V；然后断开S1、S4，导
通S2、S3，C1的电荷传送到C2，再叠加输入电压，输出电压2V ，从而实现倍压输出。

电荷泵应用
在我们的设计中，电荷泵经常被用作白光LED驱动，一般在手机中应用于并联LCD背光驱动芯片。
而串联背光驱动芯片则应选择电感式的DC/DC，因为它对电压要求较高。

电荷泵要点
选用电荷泵时考虑以下几个要素：
· 转换效率要高
· 静态电流要小，可以更省电；
· 输入电压要低，尽可能利用电池的潜能；
· 噪音要小，对手机的整体电路无干扰；
· 功能集成度要高，提高单位面积的使用效率，使手机设计的更小巧；
· 足够的输出调整能力，电荷泵不会因工作在满负荷状态而发烫；
· 封装尺寸小是手持产品普遍要求；成本低，包括周边电路少占PCB板面积小，走线少而简单；
· 具有关闭控制端，可在长时间待机状态下关闭电荷泵，使供电电流消耗近乎为0。

电感式
它是通过电感不断的储能/放电，最后达到稳定电压/电流输出的转换器。根据输出电压与输入电压
的高低比较，可以分为boost（输出电压远高于输入电压）、buck（输出电压低于输入电压）及Buck-Boost，
它们的拓扑结构不同。

工作原理
下图降压转换器最基本的电路：是利用MOSFET开关闭合时在电感器中储能，并产生电流。当开关断
开时，贮存的电感器能量通过二极管输出给负载。输出电压值与占空比（开关开启时间与整个开关周期
之间的比）有关。

下图升压转换器最基本的电路：是利用MOSFET开关闭合时在电感器中储能，并产生电流。当开关断
开时，贮存的电感器能量叠加输入电压通过二极管输出给负载，实现大于输入电压的输出，输出电压
值与占空比（开关开启时间与整个开关周期之间的比）有关。

下图升降压转换器最基本的电路：升降压转换器是升压DC-DC与降压DC-DC结合；输入电压低于输出
电压，执行升压动作；输入电压高于输出电压，执行降压动作。

电感储能DC-DC转换器根据需求可采用三类控制类型：
1）PWM（脉冲宽度调制方式）：开关脉冲的频率一定，通过改变脉冲输出宽度，使输出电压达到稳定。

 PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。

2）PFM（脉冲频率调制方式）：开关脉冲宽度一定，通过改变脉冲输出的频率，使输出电压达到稳定。

 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。

3）同时使用PFM和PWM这两种不同调制方式，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。

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