Questions tagged «dc-dc-converter»

DC-DC转换。表示直流电压电平向上或向下转换。DC-DC转换器可以是隔离的也可以是非隔离的。电子化可以通过多种电路来完成，具体取决于应用程序（电荷泵，电压倍增器，线性稳压器，升压/降压开关转换器等）

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锂离子（或LiPo）电池稳压的3.3V
背景 我希望使用锂离子或LiPo电池（可能是容量约为1000 mAh的电池）为电路供电。这些电池在放电期间的电压通常在4.2V至2.7V之间。 我的电路（以3.3V运行）具有400mA的最大电流需求-尽管我应该声明这只是大约5％的时间发生的峰值吸收；在剩余的95％的时间内，电路仅消耗约5mA的电流）。 题 将锂离子电池的（不断变化的）输出电压转换为所需的3.3V，以为峰值电流为400 mA的电流供电的最佳方法是什么？“最好的方式”是指最有效的电压转换，以便充分利用电池容量。 对我而言，最棘手的部分是，锂离子电池的电压有时会高于或低于我要求的最终电压！如果只是这两者之一，则可能分别使用LDO稳压器或升压IC（如TPS61200）。
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是什么引起我的DC / DC升压转换器大振荡？这是地面反弹还是其他影响？
我为DC-DC升压转换器设计了第一块PCB，结果发现它产生了非常嘈杂的输出。该设计基于MIC2253。 这是一个示意图： 尽管我的电路允许输入电压（Vin）和输出电压（Vout）的不同组合。我正在调试的情况是Vin = 3.6V和Vout = 7.2V。负载是一个120欧姆的电阻。我计算出占空比D = 0.5（即50％）。这似乎在数据手册中规定的最小10％和最大90％占空比限制内。其他组件（即电容，电感器，电阻器）与数据手册在其应用示例中建议的内容相同或相似。 该设计似乎在输出上提供了正确的RMS升压电压，但是在通过示波器查看信号后，我看到阻尼正弦电压振荡周期性地出现，这似乎是由电感器的开关引起的。我看到板上几乎每个接地点都有相同的振荡。输出上的振荡很大，即峰峰值之间为3V。经过一些研究后，看来我的问题并不是我选择的转换器特有的，而是我的PCB布局问题（请参阅下面的链接）。我不确定如何修改布局以确保可接受的结果。 这些文档对于调试问题似乎很有用： http://www.physics.ox.ac.uk/lcfi/Electronics/EDN_Ground_bounce.pdf http://www.analog.com/library/analogDialogue/cd/vol41n2.pdf http://www.enpirion.com/Collat​​eral/Documents/English-US/High-frequency-implications-for-switch-mode-DC-R_0.pdf http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/3645 http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/735 我已经附上了三张图片。“原始pcb.png”包含我遇到问题的板的图像。它是一个2层板。红色是最上层的铜。蓝色是底部的铜。 “ current loops.jpg”显示了具有两个不同电流路径的橙色和黄色覆盖层的原型板，用于给电感器充电（橙色）和放电（黄色）。其中一篇文章（http://www.physics.ox.ac.uk/lcfi/Electronics/EDN_Ground_bounce.pdf）提出，两个电流环的面积不应改变，因此，我试图将其变化减至最小在新布局的区域中，我从“ pcb_fix.png”开始。我修改了原始PCB，使其更接近于这种新布局，但是，电路板的性能没有改变。还是吵！hack的质量不如“ pcb_fix.png”中所示，但是这是一个合理的近似值。我本来希望可以有所改善，但是我没有看到任何改善。 我仍然不确定如何解决此问题。也许地面倒灌会引起过多的寄生电容？也许电容的阻抗太大（ESR或ESL）？我不这么认为，因为它们都是陶瓷多层的，并且具有数据表中要求的值和介电材料，即X5R。也许我的走线可能有太多的电感。我选择了屏蔽电感器，但是它的磁场是否可能干扰我的信号？ 任何帮助将不胜感激。 应张贴者的要求，我提供了一些在不同条件下的示波器输出。 输出，AC耦合，1M Ohm，10X，BW limit OFF： 输出，AC耦合，1M Ohm，10X，BW limit OFF： 输出，交流耦合，1M欧姆，10X，带宽限制20Mhz： 输出，交流耦合，1M欧姆，1X，带宽限制20Mhz，1uF，10uF，100nF电容和120 ohm电阻分流输出，即它们都是并联的： 开关节点，直流耦合，1M Ohm，10X，BW limit OFF 交换节点，交流耦合，1M欧姆，10X，带宽限制20Mhz 添加：原始振荡大大衰减，但是，在重负载下会出现新的不良振荡。 实施了Olin Lathrop建议的若干更改后，观察到振荡幅度大大降低。通过将振荡降低到2V峰峰值，可以使原始的电路板变黑以近似新的布局： 要获得新的原型板，至少需要2周和更多的资金，因此在解决问题之前，我避免使用此命令。 添加额外的22uF输入陶瓷电容器的差别可忽略不计。但是，压倒性的改进来自简单地在输出引脚之间焊接22uF陶瓷帽并测量跨帽的信号。这使噪声最大幅度达到了150mV峰峰值，而没有任何带宽限制范围！！Madmanguruman提出了一种类似的方法，但他建议改变探针的尖端而不是电路。他建议在地面和尖端之间放两个帽：一个10uF电解和一个100nF陶瓷（我假设是并联的）。此外，他建议将测量带宽限制为20Mhz，并将探头设为1x。这似乎也具有大约相同幅度的噪声衰减效果。 我不确定这是一个可接受的低本底噪声还是什至是开关转换器的典型噪声幅度，但这是一个巨大的改进。这令人鼓舞，因此我继续测试电路在更大负载下的鲁棒性。 不幸的是，在较重的负载下，电路产生了一些新的怪异行为。我用30欧姆的电阻负载测试了该电路。尽管该板仍可以按原样提高输入电压，但现在输出具有低频锯齿/三角波输出。我不确定这表示什么。在我看来，输出电容的恒流充电和放电频率远低于1 Mhz的开关频率。我不确定为什么会这样。 在相同的测试条件下探测开关节点时，信号杂乱无章，振荡异常。 …
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为什么较小的负载在降压稳压器中需要较大的电感器？
《MC34063 应用笔记》列出了用于计算最小电感器尺寸的公式，如下所示： 大号中号我Ñ= V我ñ− V小号一个牛逼− VØ ü Ť一世p ķ（š 瓦特我吨Ç ħ ）ŤØ ñ大号米一世ñ=V一世ñ-Vs一种Ť-VØüŤ一世pķ（sw一世ŤCH）ŤØñL_{min} = \frac{V_{in} - V_{sat} - V_{out}}{I_{pk}(switch)} t_{on} 但这意味着随着I pk（开关）（例如，最大开关电流）减小，最小电感器尺寸会增大。这由交互式计算器（例如this）支持，它们显示出相同的效果。 为什么会这样，这是否意味着调节器仅在峰值负载下运行才可以按设计工作，因此如果我想处理较小的负载，则需要增加电感器尺寸？
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提升直流电压的最便宜的方法
提高直流电压的最便宜方法是什么？ 目的是将1.2 V / 1.5 V（来自AA / AAA电池）转换为3.3 V，以为小型的8位微处理器（如Atmel ATtiny45或ATtiny2313）供电，以及（如果可能）为6 V为蜂鸣器供电。 另外，将碱性电池提升到3.3 V / 6 V后，可以安全地从碱性电池中汲取的最大电流是多少？ 最后，在给定一定的消耗量的情况下，如何计算碱性电池的使用寿命？
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用电阻降低电压
我一直在寻找一种将12V转换为5V的简便方法。我见过有人说，只需要一个简单的电阻器即可。 Vø 升吨š = ö ħ 米小号⋅ 甲米p 小号VØ升Ťs=ØH米s⋅一种米ps Volts = Ohms \cdot Amps A m p s = Vø 升吨小号ø ħ 米小号一种米ps=VØ升ŤsØH米s Amps = \frac{Volts}{Ohms} ø ħ 米小号= Vø 升吨小号甲米p 小号ØH米s=VØ升Ťs一种米psOhms = \frac{Volts}{Amps} 因此，施加电阻会降低电路的电压。这意味着可以将适当大小的电阻器简单地放置在12V电路的路径中，并将其转换为5v。 如果是这种情况，如何降低安培数？ 串联与并联在这方面会有所不同吗？ 我见过包含稳压器IC和一些电容器的设计，但是如果简单的电阻器/保险丝/二极管设置可以解决问题，我真的会更喜欢。
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全桥转换器整流器启动
我正在构建一个8kW隔离式DC / DC转换器，全桥拓扑。 我在二极管上看到一些有趣的现象。当每个二极管变为反向偏置时，二极管上会出现一个电压尖峰，然后降到期望的直流总线电压。这些是1800V的快速二极管（恢复时间为320nS的规定时间），在次级端仅350VDC时，峰值达到1800V，远低于我的输出电压目标。死区时间的增加无济于事；当二极管反向偏置时，仍会出现突跳，并且该突跳也一样大。 我的怀疑是，输出扼流圈在空载时间内使二极管保持正向偏置。然后，当变压器电压在另一个半周期内开始上升时，二极管会立即反向偏置足够长的时间，从而在变压器绕组两端出现短路。然后，当二极管恢复时，该电流被切断，引起我所看到的突跳。 我已经尝试了几件事。有一次，我在桥上并联了一个反激二极管。 我使用了与电桥相同的快速恢复二极管。这对尖峰没有明显影响。然后，我尝试在电桥的同时并联一个0.01 uF的电容。 这将尖峰降低到更易于控制的水平，但是该电容帽的反射阻抗在初级上引起了严重的问题。我的减震帽的温度翻了一倍！ 有几种可能性： 1）我错误地诊断了问题。我有95％的把握确定我在看自己想看的东西，但是以前我做错了。 2）使用同步整流器。我不应该有反向恢复问题。不幸的是，我不知道在此功率范围内有任何反向阻断JFET，并且没有反向阻断MOSFET之类的东西。我能在此功率范围内找到的唯一反向阻断IGBT的损耗比二极管差。 编辑：我刚刚意识到我一直误解了同步整流器的性质。我不需要反向阻断FET。FET将传导漏-源。 3）使用零恢复二极管。再次，损失和成本问题。 4）不顾一切。这看起来会消耗太多功率，大约占我整体吞吐量的20％。 5）增加与二极管串联的可饱和磁芯。我能找到的两个最大的饱和核心几乎没有削弱我的能力。 6）使用零电流开关谐振拓扑。我在这方面没有经验，但听起来如果初级线圈上的电流变化更平滑，次级线圈上的电压也应平滑变化，从而使二极管有更多的恢复时间。 还有其他人处理过类似情况吗？如果是这样，您如何解决？编辑：此处为原边FET数据表。
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这个负调节器真的意味着要成为反向正调节器吗？
项目：制作一个可以替代所示的240V AC电源的电源，这样当弄乱它所连接的电路板时我不会死。 我只对黄色框内的部分感兴趣。+ 40V输出到我不使用的功率放大器部分。 所以我出去买了7812和7815，但是由于普遍的 共识，我不应该将带反相输出引脚的7815用作负电压调节器，这让我感到困惑，但这似乎是他们在这里所做的。 我订购了7915，但我的问题是： （a）通过将7815的正输出接地将其输出用作-15V，该电路是否在做一些明智的事情？ （b）该电路是否做得很奇怪，我应该使用7915按照预期的方式提供-15V电源 （c）无法分辨，需要更多信息 请注意，我在该项目中的前置放大器电路中提供了±30V DC，这比该示意图中的输入要高，但在7812/7815/7915的容差范围内。 我的示意图，使用7915： 模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图 “反向”版本7815： 模拟该电路
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如何从非稳压5V电源创建稳压5V电源
我有一个涉及特定单板计算机*和数百个WS2812B“智能” RGB LED *的项目，所有这些均以5V电源供电。 我有一个5伏15安的非稳压电源。虽然LED可以使用未稳压的电源，但当电压不稳定时，我正在使用的微控制器往往会出现问题。 由于我想全部使用一种电源来运行，因此我想从未稳压的15A 5V电源创建约1安培的稳压5V电源。 我想将此电源转换器构建在PCB上，因此我正在寻找一种可以实现的设计，而不是预制板。我的最终设计将是Pi帽，也就是它将卡在Pi的GPIO端口上并放在顶部。 全部将通过手工焊接（通孔或表面安装），因此理想情况下，它所涉及的零件不会超过所需的数量。这是一个折扣，因此虽然成本是一个问题，但我不想节省几分钱。 我可以在板上构建哪种类型的电源转换器电路来执行此操作？仅转换1安培会遇到严重的热量问题吗？ 我并不是要有人为我设计这个，而是要指出正确的方向。 * WS2812B是集成在5050封装中的“智能”串行数据控制LED RGB光源。连接方式为数字串行输入和输出以及5V和接地。针脚。它还包括一个精密内部振荡器和（内部产生的）12V恒流驱动器。设备串联连接（从Dout到下一个Din），单个串联连接最多允许1024个设备和5米长的串。 有关更多详细信息，请参见此处的数据表 *树莓派2 B
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并联DC / DC转换器以提供双电流
我正在使用15V 7A DC DC转换器为机器人供电。我正在寻找15V 20A电源。为此，我可以并联三个稳压器，并期望它们提供约20A的电流吗？还有人可以提出更好的方法吗？（假设我的原始来源是5节锂电池（18.5v））并联时，我的意思是将3个输入和3个输出短路。我将电池连接到短路输入，并将设备连接到短路输出。
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负电感和级联DC / DC转换器的不稳定性
我正在尝试调试一对级联的DC / DC转换器，并且遇到了砖墙。当地的FAE表示，这可能与第二个转换器上的“负输入电感”有关，从而破坏了第一个转换器的稳定性（但FAE并不能“帮助”更多）。问题是我找不到关于此问题的任何应用笔记，论文，书籍等。 我的问题是：您知道有关此类问题的文献吗？还是更好，关于尝试或观察的事情有一些想法？ 这是我的设置... 转换器1：+ 4v至+ 12v @ 1 amp输出升压转换器。开关频率约为350 KHz。转换器2：实际上是10瓦的D类音频放大器（基本上是开关降压转换器）。开关频率约为310 KHz。 还有问题 转换器1在阻性负载下而不是在转换器2上工作良好。它甚至在电阻器以音频频率接通/断开时也能正常工作。 使用台式电源供电时，转换器2可以正常工作。 当转换器1为转换器2供电时，由于流过MOSFET的过电流，C1将关闭。如果音频频率较低，则更容易关闭。在1 KHz正弦波之上，它似乎工作正常。当其关闭时，功率输出仅约为转换器单独运行功率的50％。 有想法吗？指针？ 更新：我发现了问题。 有两个错误... 基本上，奥林是正确的。我做错了。第一个转换器应该能够提供两倍于它所提供的电流。我们需要2安培来代替1A时的+ 12v。 转换器1是电流模式转换器-意味着它在MOSFET和GND之间有一个电流检测电阻。看来该信号路径的PCB走线和通孔不能胜任该任务。我尝试了4到24毫欧范围内的几个电阻，但怀疑走线/通孔会增加5或10毫欧。最终结果是我们过流的速度比我们想的要早。 在调试过程中，我将转换器1与电路的其余部分隔离开来，并对其进行了调整，以向电阻负载提供2安培的稳定电流。牢固之后，我将其连接回音频放大器，并且在所有预期的负载和音频频率下都可以正常工作。 因此，显然，它与负电感无关。 对于以数字为主的人，我肯定在模拟方面会进步很多！:)
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用于网络设备的12V DC UPS
我的要求是保持低功率设备（例如DSL调制解调器等）的供电。这些设备中的大多数都输入12V / 9V DC，所以我看不到使用普通的UPS的价值，该UPS将DC转换为AC然后再转换为DC，很多转换涉及很多功率损耗。我想要一个可以直接输入这些设备的DC UPS输出。 我不是专业人士，因此需要DC UPS的电路图： 接受12V输入。 给设备提供12V输出。 如果输入电流可用，它也会为电池充电。 如果输入电流不可用，则将提供从电池到所连接设备的电流。
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从10W太阳能电池板上为手机充电需要几天
我购买了一块10 W的小型太阳能电池板，根据规格，该电池板在峰值时可提供570 mA的电流： 功率：10瓦 最高 电压：18伏 最高 电流（Imp）：570 mA 所以我买了一个降压转换器，将电压从18V降低到5V。然后，我将USB端口连接到该端口以为手机充电。现在，问题在于为手机电池充电需要几天的时间，该电池的额定功率为7.22 Wh。 因此，面板的最大功率为7 W（假设它将永远不会达到10 W），它将在大约一小时内为手机充电。好吧，这没有发生，我想知道为什么... 我最初以为是转换器，所以我也尝试了5V稳压器（众所周知的LM7805），它也有同样的问题。此外，当我使用LM7805连接电话时，电压下降到3V，因此我怀疑面板上没有足够的电流。 降压转换器就是这个，其规格如下： 整流方式：非同步整流 输入电压：7V-35V 输出电压：1.25V-30V 输出电流：可调最大3A 转换效率：92％（最高） 因此，我拥有这两个稳压器，并且需要几天才能给手机充电。现在的问题是：我是在做/理解错什么，还是太阳能电池板不能解决这个问题？有什么办法可以检查出来吗？ 编辑：看到评论和答案后，我试图在满阳光下测量电流。我得到这个： 这意味着电流为0.7 mA，对吗？这是我第一次这样做，我按照此草图使用万用表测量电流： 就我而言，电池是太阳能电池板，灯泡是电话。 我希望测量是正确的。
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