DC-DC原理详解：电荷泵与电感式转换器的升压降压应用

DC-DC原理与应用是一篇关于直流-直流转换器的深入讲解文章，主要关注于两种常见的DC/DC转换技术：电荷泵和电感储能DC-DC转换器。这些转换器是开关电源的重要组成部分，它们通过利用电容和电感的能量存储特性，通过可控开关实现高效能的电压调节。 1. 电荷泵： - 工作原理：电荷泵是一种容性储能转换器，通过快速充电电容(CF)在内部高频开关的作用下，实现升压、降压或反压输出。负反馈电路确保输出电压的稳定性，通过比较基准电压和输出电压来控制充电过程。 - 倍压模式：例如1.5X模式，分为两个阶段：首先将两个电容串联，使一个电容充满至输入电压的一半；然后并联放电，实现输出电压为输入电压的1.5倍。这种设计允许在输入电压较低时提高输出电压，减小负载时的电流和功率损失。 - 效率：电荷泵的效率取决于其升压模式，理想情况下，由于没有电感和变压器产生的磁损耗，其效率相对较高。 2. 电感式DC/DC（BUCK转换器）： - 工作原理：基于电感的DC-DC转换器，如Buck转换器，通过控制开关周期和占空比调整输出电压。输入电压经过整流二极管处理，然后通过电感储存能量，在开关关闭时释放给负载。 - 技术细节：选择合适的整流二极管、同步整流技术、电感器和电容器对于Buck转换器性能至关重要。输入和输出电容的选择要考虑纹波滤波和负载需求，而同步整流则可提高效率，减少无功损耗。 文章还对比了电荷泵和电感式DC/DC的优缺点，以及在实际应用中的选型要点。电荷泵因其无磁干扰和较高的灵活性受到青睐，而电感式DC/DC则适用于需要大功率输出和稳定电压的应用场景。DC-DC转换器在电子设备中的作用不可忽视，无论是提高电压、降低电压还是优化能源利用率，都是现代电子产品设计的核心部分。