個DC/DC轉換解決方案都是易于使用但具有兩個主要缺點的低噪聲線性設計。首先，輸出電壓必須始終低于輸入電壓。但是，線性調節(jié)器非常效率低下，并消散了所提供的功率的很大一部分。其次，根據輸入和輸出之間的電壓差，線性調節(jié)器的效率可能為60％或更低。

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開關DC/DC轉換器的發(fā)明解決了這兩個問題，但需要采用更復雜的設計方法。與線性設計相反，切換轉換器利用電感和電容組件的能量存儲屬性來傳遞離散數據包中的功率。動力脈沖存儲在電感器的磁場或電容器的電場中。

開關控制器可確保僅在每個切換周期中傳輸負載所需的功率，從而使此拓撲非常有效。設計可以實現97％或更高的效率。圖1顯示了開關DC/DC轉換器的簡化框圖。

圖1。 開關調節(jié)器的簡化框圖。

圖1中的開關函數是由功率晶體管執(zhí)行的，該功率晶體管以受控序列在其高效的“ ON”和“ OFF”狀態(tài)之間交替。這與線性設計中的連續(xù)操作進行了對比。開關DC/DC轉換器可以產生高于輸入（向上或逐步向下）或從輸入轉換為輸出的輸入的輸出。

輸出可以調節(jié)或不受監(jiān)管。隨著負載電流或輸入電壓的變化，不受管制的轉換器的輸出電壓發(fā)生了顯著變化。在受監(jiān)管的設計中，反饋控制環(huán)（虛線）將輸出電壓饋回開關塊。這會改變開關操作，以補償與所需值的輸出電壓偏差，無論它們是由輸入電壓變化引起的（例如，供應電池緩慢排出）還是負載的變化。

簡單的開關拓撲共享輸入和輸出之間的共同地面電流路徑，因此，電感元素是電感器。一個孤立的轉換器在輸入和輸出之間提供電流隔離，因為它通過電磁場傳輸功率，由變壓器的相互耦合繞組提供。由于輸出是從輸入中電隔離的，因此輸入電壓與輸出有關的相同或相反的極性無關緊要。在線性設計中，接地電流直接在輸入到輸出之間流動；因此，隔離不是一種選擇，只需要三個引腳：VIN，共同點和Vout。

低功率DC/DC轉換器的DC/DC轉換器拓撲

在電源設計中，幾乎是一個給定的，更好的性能與更高的成本，增加的復雜性和更大的占地面積齊頭并進。由于小型DC/DC轉換器的用戶對緊湊的尺寸和成本效益放置了溢價，因此ROCOM如何滿足其低功率隔離DC/DC產品的要求？

推扣拓撲廣泛用于孤立的DC/DC轉換器。這是一種低成本的方法，可以生成更高，較低或倒置的電壓，因為變壓器的轉換比決定了輸出電壓關系。拓撲很簡單，效率相當，電磁排放相對較低。

圖2。 帶有不受管制輸出的推動DC/DC轉換器。

圖2顯示了具有不受監(jiān)管的輸出的孤立推扣直流/直流轉換器的框圖。為了節(jié)省空間，可以將振蕩器和驅動晶體管組合成專用的推桿變壓器驅動程序IC。

對于受調節(jié)的輸出，簡單的方法與 +Vout線串聯(lián)添加了一個線性調節(jié)器，如圖3所示。此方法實現了所需的目標，并且適合的Wattage DC/DC設計。一個示例是RY/P系列，其中線性調節(jié)器提供短路保護以及受調節(jié)的低噪聲輸出。

圖3。 帶有調節(jié)輸出的推動螺栓DC/DC轉換器。

這種類型的設計可以實現約65-75％的效率。在1 W或2 W以上，化效率成為更高的優(yōu)先級，需要進一步的設計改進。因此，使用初級側調節(jié)，而不是次級調節(jié)。代替線性調節(jié)器，在次級側監(jiān)視輸出電壓，并與所需的電壓進行比較，以生成誤差電壓，然后將其發(fā)送回主要側振蕩器控制器。這會調整開關頻率以將誤差驅動到零。由于這是一個孤立的設計，因此也必須隔離誤差信號。圖4顯示了ROCOM受管制轉換器的額定值3 W及更高的方法，允許效率約為85％。

圖4。 次級誤差信號提供了對主要側控制器的反饋。

DC/DC轉換器需要更復雜的方法，其功率輸出仍然更高。線性調節(jié)器不僅以上面討論的方式進行了線性調節(jié)器，而且兩個次級二極管也是損失的來源。電源二極管的正向電壓下降通常為0.5V，這轉化為1 A時的功率損耗為0.5 w。

解決方案是用由兩個FET和一個控制器組成的同步整流器代替二極管和線性調節(jié)器。

圖5。 被動矯正（左）與同步矯正（右）。

圖5對比兩種方法。 FET通過在周期的前部打開并在周期的反向部分關閉來充當整流器?？焖匍_關和非常低的抗性RD（開）的組合約為10MΩ，使FET理想整流器。缺點是它們必須積極驅動，因此需要額外的時機和驅動電路，以使內部電壓感知內部電壓，并與輸出波形正確打開和關閉兩個FET。二極管是被動設備，不需要額外的電路才能運行，但是同步整流所提供的效率的提高遠遠超過了較高輸出電流轉換器的成本復雜性的增加。

從大量更大的電源設計中借用的設計技術正在將的DC/DC轉換器應用于的效率上。由于客戶優(yōu)先級隨著功率水平的增加而變化，因此必須使用適當的修改。 ROCOM是選擇合適的設計的，以的成本和尺寸組合。