DC/DC 電源是一種將直流電（DC）從一個(gè)電壓值轉(zhuǎn)換為另一個(gè)電壓值的電源裝置。以下是關(guān)于它的詳細(xì)介紹：工作原理：DC/DC 電源屬于斬波類型，通過(guò)控制高速開關(guān)（如 MOSFET）的通斷，按照一定的調(diào)制方式，將輸入直流電壓斬波，再經(jīng)電感、電容等儲(chǔ)能和濾波元件，實(shí)現(xiàn)直流電源電平的變換。調(diào)制方式脈沖寬度調(diào)制（PWM）：開關(guān)周期恒定，通過(guò)改變開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間與周期的占空比來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓。其優(yōu)點(diǎn)是開關(guān)噪聲可預(yù)測(cè)、濾波器設(shè)計(jì)容易；缺點(diǎn)是輕負(fù)載時(shí)開關(guān)損耗大，效率降低?？啥ㄖ戚敵鲭妷号c電流參數(shù)，適配特定設(shè)備需求。深圳低紋波DCDC電源噪聲抑制

由于 PFM 的開關(guān)頻率隨負(fù)載變化，輸出紋波的頻率和幅度都不穩(wěn)定，頻譜分布分散，給濾波設(shè)計(jì)帶來(lái)很大挑戰(zhàn)70。在 PFM 模式下，電感處于間歇性充放電狀態(tài)，每次充放電的電流變化較大，導(dǎo)致輸出紋波增大。特別是在輕負(fù)載時(shí)，PFM 的紋波可能達(dá)到輸出電壓的 5% 以上。PDM 控制的紋波特性介于 PWM 和 PFM 之間。PDM 的輸出紋波主要取決于脈沖密度的調(diào)節(jié)精度和濾波電路的設(shè)計(jì)。由于 PDM 的脈沖密度是離散調(diào)節(jié)的，存在一定的量化誤差，可能導(dǎo)致紋波中包含周期性的分量91。然而，PDM 的頻譜相對(duì)集中，通過(guò)合理的濾波設(shè)計(jì)可以獲得較好的紋波特性。為了改善 PFM 和 PDM 的紋波特性，可以采用多種技術(shù)手段。例如，采用擴(kuò)頻技術(shù)可以降低紋波的峰值；采用多相交錯(cuò)技術(shù)可以減少紋波的幅度；采用有源濾波技術(shù)可以進(jìn)一步改善紋波特性68。此外，一些先進(jìn)的控制器還采用預(yù)測(cè)控制算法，通過(guò)提前調(diào)整開關(guān)狀態(tài)來(lái)減小紋波。龍崗區(qū)高紋波抑制DCDC電源廠家轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 80% 以上，減少電能損耗，提升設(shè)備續(xù)航。

基礎(chǔ)調(diào)制策略技術(shù)原理深度解析2.1 脈沖寬度調(diào)制（PWM）策略PWM 是常用的 DCDC 電源調(diào)制策略，其主要特征是保持開關(guān)頻率恒定，通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖寬度（占空比）來(lái)控制輸出電壓。在 PWM 控制中，輸出電壓與占空比成正比關(guān)系，即 Vout = Vin × D，其中 D 為占空比。這種線性關(guān)系使得 PWM 控制具有良好的調(diào)節(jié)特性和穩(wěn)定性。PWM 控制的工作原理基于電壓 - 時(shí)間平衡原理。在每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電感充電，電壓為 Vin-Vout；當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感放電，電壓為 - Vout。根據(jù)伏秒平衡原理，導(dǎo)通期間的電壓 - 時(shí)間積分等于關(guān)斷期間的電壓 - 時(shí)間積分，從而維持輸出電壓的穩(wěn)定50?？刂骗h(huán)路通過(guò)采樣輸出電壓，與基準(zhǔn)電壓比較后產(chǎn)生誤差信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器調(diào)節(jié)后控制 PWM 發(fā)生器的占空比，形成閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)53。

功率級(jí)電路是 DCDC 轉(zhuǎn)換器的主要，其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響到效率和可靠性。功率開關(guān)管的選擇需要考慮電壓等級(jí)、電流等級(jí)、導(dǎo)通電阻、開關(guān)速度等參數(shù)。對(duì)于 PWM 控制，應(yīng)選擇開關(guān)速度快、開關(guān)損耗小的器件；對(duì)于 PFM 控制，可以選擇導(dǎo)通電阻小的器件以降低導(dǎo)通損耗。電感的選擇需要考慮電感值、飽和電流、直流電阻等參數(shù)。電感值根據(jù)紋波電流要求確定，通常選擇紋波電流為負(fù)載電流 20-40% 的電感176。飽和電流應(yīng)大于比較大峰值電流，以避免電感飽和。為 LED 照明設(shè)備供電，實(shí)現(xiàn)恒流輸出，延長(zhǎng) LED 使用壽命。

場(chǎng)景化選型示例：讓選擇更具象示例 1：工業(yè) PLC 控制器選型場(chǎng)景需求：輸入 24V 總線（波動(dòng) ±20%）、輸出 5V/1A、導(dǎo)軌安裝、EMC Class B、-40℃~+85℃、MTBF≥50 萬(wàn)小時(shí)。選型步驟：輸入電壓覆蓋：選擇 18V-36V 模塊（覆蓋 24V±20%）；輸出參數(shù)：5V/1.5A（預(yù)留 30% 余量），輸出精度 ±1%，紋波≤20mV；環(huán)境適配：EMC Class B，-40℃~+85℃寬溫，導(dǎo)軌式封裝；可靠性：MTBF≥50 萬(wàn)小時(shí)，帶過(guò)壓 / 過(guò)流 / 過(guò)溫保護(hù)；終選型：15W 導(dǎo)軌式 DCDC 模塊（如某品牌 DR-15-24S5）。示例 2：醫(yī)療呼吸機(jī)選型場(chǎng)景需求：輸入 12V-24V、輸出 5V/1A、UL 60601 認(rèn)證、漏電流≤50μA、雙模塊冗余、-20℃~+70℃。選型步驟：安全認(rèn)證：優(yōu)先篩選通過(guò) UL 60601-1 認(rèn)證的醫(yī)療級(jí)模塊；輸出精度：±0.3%（確保輸液速度穩(wěn)定），紋波≤10mV；保護(hù)與冗余：帶漏電流保護(hù)，支持雙模塊并聯(lián)（切換時(shí)間＜50μs）；環(huán)境適配：-20℃~+70℃，絕緣電壓 4000V AC；終選型：8W 醫(yī)療級(jí)冗余 DCDC 模塊（如某品牌 MDD-8-12S5）。響應(yīng)速度快，負(fù)載突變時(shí)能迅速調(diào)整輸出，維持穩(wěn)定。光明區(qū)雙向DCDC電源可靠性測(cè)試

采用同步整流技術(shù)，進(jìn)一步提升電源轉(zhuǎn)換效率。深圳低紋波DCDC電源噪聲抑制

工業(yè)控制應(yīng)用場(chǎng)景分析工業(yè)控制系統(tǒng)對(duì) DCDC 電源的可靠性和穩(wěn)定性要求極高 通常需要在惡劣的環(huán)境條件下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。工業(yè)應(yīng)用中的負(fù)載特性相對(duì)穩(wěn)定 主要關(guān)注的是電源的長(zhǎng)期可靠性、抗干擾能力和 EMC 特性106。在工業(yè) PLC 系統(tǒng)中 通常采用 24V 或 48V 直流供電 需要將其轉(zhuǎn)換為 5V、3.3V 等標(biāo)準(zhǔn)電壓為邏輯電路供電106。這類應(yīng)用通常采用 PWM 控制策略，因?yàn)?PWM 具有固定的開關(guān)頻率，有利于 EMC 設(shè)計(jì)和濾波電路優(yōu)化。工業(yè)環(huán)境中的電磁干擾嚴(yán)重 需要采用多級(jí)濾波和屏蔽措施 PWM 的固定頻率特性使得濾波器設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單可靠110。工業(yè)傳感器通常需要高精度的電源供電，對(duì)輸出紋波和噪聲要求嚴(yán)格。例如，4-20mA 電流環(huán)傳感器需要穩(wěn)定的供電電壓來(lái)保證信號(hào)傳輸精度107。這類應(yīng)用適合采用 PWM 控制 配合高精度的基準(zhǔn)電壓源和誤差放大器，可以實(shí)現(xiàn)很高的電壓精度和很低的紋波。一些高精度傳感器還采用 PDM 控制來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的分辨率和更好的抗干擾能力。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件惡劣，溫度變化范圍大，濕度高 還可能存在腐蝕性氣體。因此 工業(yè)用 DCDC 電源需要采用工業(yè)級(jí)的元器件 具有寬溫度工作范圍和高可靠性。在這種環(huán)境下，PWM 控制的穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)更加明顯，因?yàn)?PWM 的控制參數(shù)不隨溫度變化而改變 而 PFM 的頻率特性可能受到溫度影響111深圳低紋波DCDC電源噪聲抑制

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