常見的 DCDC 電源效率優化控制策略,主要是通過適配負載變化、優化開關節奏,在不同工況下減少開關損耗與導通損耗,主要分為基礎調制策略和進階優化策略兩大類。脈沖頻率調制(PFM)原理:保持開關管導通時間(或關斷時間)固定,通過改變開關頻率來調節輸出電壓,輕負載時頻率會明顯降低。效率優勢:輕負載時,低開關頻率可大幅減少開關損耗(開關損耗與頻率正相關),避免 “高頻低載” 下的效率浪費。適用場景:負載電流小且變化大的場景,如手機待機、物聯網傳感器供電。為車載娛樂系統供電,提供穩定電壓,保障音質與畫質。坪山區醫療器械DCDC電源可靠性測試

外圍電路設計要點外圍電路的設計直接影響到 DCDC 電源的性能和可靠性。外圍電路主要包括輸入濾波電路、功率級電路、輸出濾波電路、反饋電路等。每個部分的設計都需要精心考慮,以確保整個系統的性能比較好。輸入濾波電路的設計目的是抑制輸入電壓的波動和噪聲,為 DCDC 轉換器提供穩定的輸入。輸入電容的選擇需要考慮電容值、ESR、耐壓等參數。電容值通常根據輸入電壓紋波要求和負載電流變化率來確定,一般要求輸入電容能夠提供至少 10ms 的能量存儲。ESR 應盡可能小,以減少功率損耗和發熱。對于高功率應用,通常需要采用多個電容并聯來滿足電流要求。寶安區帶過流保護DCDC電源價格具備欠壓保護,輸入電壓過低時停止輸出,防止設備異常。

功率級電路是 DCDC 轉換器的主要,其設計質量直接影響到效率和可靠性。功率開關管的選擇需要考慮電壓等級、電流等級、導通電阻、開關速度等參數。對于 PWM 控制,應選擇開關速度快、開關損耗小的器件;對于 PFM 控制,可以選擇導通電阻小的器件以降低導通損耗。電感的選擇需要考慮電感值、飽和電流、直流電阻等參數。電感值根據紋波電流要求確定,通常選擇紋波電流為負載電流 20-40% 的電感176。飽和電流應大于比較大峰值電流,以避免電感飽和。
提高 DCDC 電源轉換效率需從硬件選型、電路設計和控制策略三方面優化,主要是降低開關損耗、導通損耗和寄生損耗。一、優化功率開關管選型與驅動功率開關管是損耗的主要來源,選型和驅動設計直接影響效率。選擇低損耗開關管:優先選用導通電阻(Rds (on))更小的 MOSFET,可降低導通損耗;同時關注其開關速度,高速器件能減少開關損耗,但需平衡寄生電容。優化驅動電路:采用合適的驅動電壓和電流,確保開關管快速、平穩導通 / 關斷,避免因驅動不足導致的開關延遲損耗;部分場景可加入驅動緩沖電路,抑制電壓尖峰。支持休眠模式,設備閑置時降低功耗,節約電能。

由于 PFM 的開關頻率隨負載變化,輸出紋波的頻率和幅度都不穩定,頻譜分布分散,給濾波設計帶來很大挑戰70。在 PFM 模式下,電感處于間歇性充放電狀態,每次充放電的電流變化較大,導致輸出紋波增大。特別是在輕負載時,PFM 的紋波可能達到輸出電壓的 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節精度和濾波電路的設計。由于 PDM 的脈沖密度是離散調節的,存在一定的量化誤差,可能導致紋波中包含周期性的分量91。然而,PDM 的頻譜相對集中,通過合理的濾波設計可以獲得較好的紋波特性。為了改善 PFM 和 PDM 的紋波特性,可以采用多種技術手段。例如,采用擴頻技術可以降低紋波的峰值;采用多相交錯技術可以減少紋波的幅度;采用有源濾波技術可以進一步改善紋波特性68。此外,一些先進的控制器還采用預測控制算法,通過提前調整開關狀態來減小紋波。輸出電壓可通過外部電阻或信號進行調節,操作靈活。惠州雙向DCDC電源調試技巧
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脈沖頻率調制(PFM)策略PFM 調制策略的特點是保持脈沖寬度恒定,通過改變開關頻率來調節輸出電壓1。在 PFM 模式下,當輸出電壓發生變化時,控制環路通過調整開關頻率來維持輸出電壓的穩定。當輸出電壓升高時,頻率降低;當輸出電壓降低時,頻率升高63。PFM 控制的工作機制與 PWM 有本質區別。在 PFM 模式下,開關管的導通時間保持固定,而關斷時間根據負載情況動態調整12。當負載較輕時,關斷時間延長,開關頻率降低;當負載較重時,關斷時間縮短,開關頻率升高。這種工作方式使得 PFM 在輕負載條件下能夠明顯降低開關損耗,提高效率80。坪山區醫療器械DCDC電源可靠性測試
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