DC/DC应用分析
将一个不受控制的输入直流电压变换成为另一个受控的输出直流电压称为DC/DC变换。实现DC/DC变换有两种模式，一种是线性调节模式（Linear Regulator），另一种是开关调节模式（Switching Regulator）。线性调节模式（Linear Regulator）即前文讨论的LDO部分，而开关调节模式则是通过控制场效应管不断的导通和闭合对输出电压进行调节。 DC/DC开关调节模式与线性调节模式相比具有以下明显的特点。
（1）功耗小、效率高。在DC/DC变换中，电力半导体器件工作在开关状态，工作频率很高，目前这个工作频率已达到数百甚至1000kHz，这使得电力半导体器件的功耗减少、效率大幅度提高。
（2）体积小、质量轻。由于频率提高，使得脉冲变压器、滤波电感、电容的体积、质量大大减小，同时，由于效率提高，散热器体积也减小。还由于DC/DC变换无笨重的工频变压器，所以DC/DC变换器体积小、质量轻。
（3）稳压范围宽。目前DC/DC变换中基本使用脉宽调制（PWM）技术，通过调节脉宽来调
节输出电压，对输入电压变化也可调节脉脉宽来进行补偿，因此稳压范围宽。
DC/DC变换按调制方式划分，可以分为脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）和频率调制（Pulse Frequent Modulation，PFM）两种方式，脉宽调制时场效应管的工作频率保持不变，通过调整脉冲宽度达到调整输出电压的目的。频率调制时保持开通时间不变，通过调节场效应管的工作频率达到调整输出电压的目的。频率调制在DC/DC变换器设计中易产生谐波干扰，且滤波器设计困难。脉宽调制（PWM）与频率调制（PFM）相比具有明显的优点，目前在DC/DC变换中占据主导地位。还有混合式，即在某种条件下使用脉宽调制（PWM），在另一条件下使用频率调制（PFM）。
按输入与输出之间是否有电气隔离划分，DC/DC变换器可分为隔离型和不隔离型。隔离型DC/DC变换器按半导体器件的个数可分为单管DC/DC变换器［单端正激（Forward）、单端反激（Flyback）］、双管DC/DC变换器［双管正激（Double Transistor Forward Converter）、双管反激（Double Transistor Flyback Converter）、推挽电路（Push-pull Converter）和半桥电路（Half-bridge Converter）等］、四管DC/DC变换器［即全桥DC/DC变换器（Full-bradge Converter）］。不隔离型DC/DC变换器主要有降压式（Buck）
变换器、升压式（Boost）变换器、升降压式（Buck-Boost）变换器、Cuk变换器、Zeta变换器和Sepic变换器等。
本节以PWM调制的降压式（Buck）变换器和升压式（Boost）变换器为主要阐述的内容。
DC/DC变换器的要求及主要技术指标如下。
① 输入参数：输入电压及输入电压变化范围；输入电流及输入电流变化范围。 ② 输出参数：输出电压及输出电压变化范围；输出电流及输出电流变化范围；输出电压稳压精度。
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输出电压稳压精度包括以下三个内容。
1 负载调整率，即负载效应，指当负载在0～100％额定电流范围内变化时，输出电压的变化量与输出电压额定值的比值。
② 源效率是指当输入电压在规定范围内变化时，输出电压的变化量与输出电压额定值的比值。
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③ 输出电压纹波的有效值和峰-峰值。
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Buck电路又称为串联开关稳压电路或降压斩波电路。Buck降压电路的原理图[11]如图7-55中的（a）所示（为提高开关速度一般采用FET）。Buck电路有两种基本工作模式，即电感电流连续模式CCM（Continuous Current Mode）和电感电流断续模式DCM（Discontinuous Current Mode）。电感电流连续是指输出滤波电感电流总是大于零，电感电流断续是指在开关管关断期间有一段时间电感电流为零，这两种状态之间有一个临界状态，即在开关管关断末期电感电流刚好为零。当电感电流连续时，Buck变换器存在两种开关状态；当电感电流断续时，Buck变换器存在三种开关状态，如图7-55中的（b）、（c）、（d）所示。
图7-55 Buck电路原理图及不同开关状态下的等效电路图
将如图7-56所示的电感电流连续时各工作状态的方波信号加到功率半导体器件的控制极，功率半导体器件在控制信号激励下周期性地开关。电感电流连续模式CCM（Continuous Current Mode）分析如下，其中工作状态切换时的各个波形如图7-56所示。
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图7-56 电感电流连续时的各工作状态
开关状态1：Q导通，。
t=0时刻，Q管被激励导通，二极管VD中的电流迅速转换到Q管。二极管VD被截止，等效电路如图7-55（b）所示，这时电感上的电压为
