开关式集成块

　　开关式DC／DC电压转换器的基本工作原理，在前面的章节中已经进行了充分的介绍。这些芯片与常用的PWM控制电路的不同之处在于其内部具有主功率开关晶体管。此外，由于这些芯片是曲电池供电的，所以输出端和输入端不需隔离。从而节省了与输出端电压检测和输人端脉宽控制相关的元件（如光电耦合器、脉冲变压器和接地的辅助输出电源），它的输出功率范围是0.5～100 W，这由生产厂家产品的电路及输人和输出电压的要求决定。其效率可达80％～95％，从而减小了散热系统的体积，且对于输出功率范围很大的设备，可以完全不用散热系统。对于生产厂家的不同产品，BccGt转换器的输入电压范围为3～60 V，Buck转换器的输入电压坟范围为4～60 V。

　　除了可以用做由独立电池供电的DC／DC转换器之外，这些装置还可以设计成分布式电源系统多输出隔离电源，且这种设计简单、研制周期短，成本相对较低。

　　因此，可以将传统的隔离电源设计成次级具有＋5V电压和大电流的输出。另外用到的±12V和±15V或在其他特殊场合应用的任意一种辅助电压可以通过两种办法产生，具体使用哪种方法，由输出功率确定。

　　需要较低功率的辅助输出时，可以将＋5 V电压接到所需要的点，利用前面提到的Boost转换器将＋5 Y电压升到所需要的输出值。Boost转换器还可以将＋5V输入电压转换成负辅助输出电压。在需要较高功率的辅助输出时，加入另一个约为＋24V的辅助输出并将它接到所需要的点，这样效率会高一些（但价格也相应稍贵些）。利用前面提到的一种Buck转换器芯片将这一点的电压降到所需的较低的辅助输出正电压，或者将它转换成所需的辅助输出负电压。

　　此外，利用开关式Boost或Buck DC／DC转换器做成的低功率、低电压集成块，只需要外加极少的元件就能够有单输出或多输出的直流电压，一般均不带隔离变压器。占的空间、面积很小，在1cm2上可以得到1～2个不同的直流电压，但只能供电几十毫安。由于电源转换器是靠电池供电的，如何减少静态（待机工作状态）电流、延长电池的寿命是首要的任务，现在集成块的待机电流可以做到几十微安）。其次是输出电压谐波噪声小，确保在465 kHz（在无线电和移动电话中使用的一种中频频率）附近没有噪声。为此，控制方法不能像传统的转换器一样采用PWM控制，而应采用PFM（脉冲频率控制），或PFM和PWM两者结合。PFM是脉冲跳跃的控制方式，靠这一技术可以使静态空载（或极小负载）电流小到10μA以下，效率可以高达92％。PWM方式消耗的控制功率较多，但它在定频率下工作，在重载时效率高。因此，凡便携式设备,尤其待机工作状态较多,使用PFM与PWM两种控制方式结合的方案,这种电源功率集成块,无论是轻载还是重载均有90%左右的效率,具体数值与厂商和牌号有关.下面MAXIM公司生产的芯片为例,在如表1所示它们的型号和特征.

　　表1 开关式DC/DC低压、低功率集成块的型号和特征

　　表2所示为PSO500DC5S-1PBDC/DC电源模块的特性参数.