一、開關(guān)電源主要參數(shù)
對于一個DC-DC電源，我們一般可用以下參數(shù)去衡量其性能的好壞，判斷此電源是否滿足使用的要求。
1) 輸入范圍：指DC-DC電源允許的輸入電壓范圍。一般指定最低輸入電壓和最高輸入電壓，如4.75~18V、2.5~5.5V。設(shè)計時，需要考慮輸入電壓的范圍，選擇合適的電源方案。
2) 輸出電壓：DC-DC電源標(biāo)稱的輸出電壓，如5V、3.3V。
3) 最大輸出電流：電源標(biāo)稱能正常輸出的最大電流。在設(shè)計中，實際輸出電流必須小于最大輸出電流，并保證10~20%的余量。
4) 穩(wěn)壓精度：指輸出電壓的相對變化量，如±5%，±10%。批量生產(chǎn)時，不同的電源由于物料差異，會存在電壓的偏差；對于同一個電源，在不同的工作狀態(tài)下輸出電壓也會存在波動。設(shè)計時，要求任何工作狀態(tài)下，電壓不能超出使用要求的范圍。
5) 紋波電壓：輸出電壓的紋波（包括噪聲）的絕對值，通常以峰峰值或有效值表示。在不同的輸出電流下，電源的紋波電壓會有所不同。在設(shè)計中，須測試驗證電源在各種工作狀態(tài)下的紋波電壓。
6) 工作頻率：DC-DC開關(guān)電源的特有參數(shù)，指工作時開關(guān)頻率的大小。一般工作頻率越高，每個開關(guān)周期傳遞的能量相對較小，因此可以選擇更小的電感值、電容值，有利于電源的小型化。常用的MP1482DS、AP3502工作頻率為340KHz，MP2104DJ工作頻率為1.7MHz，SY8088工作頻率為1.5MHz。
7) 動態(tài)響應(yīng)（動態(tài)紋波）：輸出電流在一定范圍（如10%-100%）變化時，輸出電壓產(chǎn)生的紋波。實際上，樣機(jī)工作時需求的電流是變化的，此時的紋波電壓就是動態(tài)紋波。
8) 能效：輸出功率與輸入功率的比值，計算公式為 ? 100%???in ino oV IV I? 。能效越高，說明電源對能量的利用率越高，在相同輸出功率下，發(fā)熱量就越小。
9) 保護(hù)功能：在誤操作或出現(xiàn)故障時，電源自身的保護(hù)機(jī)制。如過流保護(hù)、過熱保護(hù)、過壓保護(hù)、開環(huán)保護(hù)等。
10) EMC性能：電磁兼容性（Electro Magnetic Compatibility）的性能，以EMI（ElectroMagnetic Interference）為主，也包括EMS（Electro Magnetic Susceptibility）性能。此部分涉及EMC認(rèn)證，同時也可能影響整機(jī)的性能。在設(shè)計開關(guān)電源時，需要特別注意由于開關(guān)工作而引起的EMI問題。
二、DC-DC 開關(guān)電源的3 種拓?fù)?/strong>
根據(jù)電子開關(guān)和電感的位置不同，可把DC-DC開關(guān)電源拓?fù)浞譃橐韵氯N：Buck-Boost、Boost、Buck。
Buck-Boost
Buck-Boost變換器，也稱為升降壓式變換器，可用于升壓/降壓電路。其輸出電壓的極性與輸入電壓相反。拓?fù)淙缟蠄D所示。其中的SW1、D1使用脈沖信號驅(qū)動，SW1和D1不會同時導(dǎo)通或關(guān)斷。脈沖信號的頻率就是開關(guān)電源的工作頻率。
電感L1和電容C1用于儲能、濾波。在開關(guān)電源中，電感的作用至關(guān)重要。在每個工作周期中，電感都經(jīng)歷充電和放電的過程。在充電和放電的過程中，電感上的電流分別以固定的斜率變化（線性變化）。
當(dāng)SW1導(dǎo)通，D1關(guān)斷時，電源Vin給L1充電，電流以固定斜率上升，充電電流方向如紅色箭頭所示。此時負(fù)載上的電流由C1放電提供。
當(dāng)SW1關(guān)斷，D1導(dǎo)通時，由于電感上的電流不能突變，電流從L1流出。輸出電壓與電感上電流方向相反，電流以固定斜率下降。此時L1流出的電流給C1充電，同時給輸出負(fù)載提供電能。電流如綠色箭頭所示。
設(shè)定驅(qū)動信號頻率（即開關(guān)電源工作頻率）為f，周期為T=1/f，開關(guān)打開時間為Ton，關(guān)斷時間為Toff。Buck-Boost拓?fù)涞年P(guān)鍵波形如圖表 2-1所示。分析時，假設(shè)D1上壓降很小，可忽略不計。
圖表2-1 Buck-Boost變換器關(guān)鍵波形
Boost
Buck
