基礎(chǔ)調(diào)制策略主要包括三種類型:脈沖寬度調(diào)制(PWM)、脈沖頻率調(diào)制(PFM)和脈沖密度調(diào)制(PDM)。PWM 通過固定開關(guān)頻率,調(diào)節(jié)脈沖寬度(占空比)來控制輸出電壓。PFM 則保持脈沖寬度恒定,通過改變開關(guān)頻率來調(diào)節(jié)輸出1。PDM 作為一種相對較新的技術(shù),通過控制固定周期內(nèi)開關(guān)脈沖的數(shù)量來調(diào)節(jié)輸出能量15。這三種策略各有特點,適用于不同的應(yīng)用場景。選擇合適的調(diào)制策略需要綜合考慮負載特性、效率要求、輸出紋波、瞬態(tài)響應(yīng)、電磁干擾等多個因素。在實際應(yīng)用中,還需要根據(jù)具體的拓撲結(jié)構(gòu)(如 Buck、Boost、Buck-Boost 等)和工作模式(連續(xù)導(dǎo)通模式 CCM、斷續(xù)導(dǎo)通模式 DCM)進行優(yōu)化設(shè)計。隨著寬禁帶半導(dǎo)體器件(GaN、SiC)的發(fā)展和數(shù)字控制技術(shù)的進步,DCDC 電源的調(diào)制策略也在不斷演進,向著更高效率、更高功率密度、更強智能化的方向發(fā)展194。具備短路保護,發(fā)生短路時快速切斷輸出,保障安全。惠州小體積DCDC電源選型指南

功率級電路是 DCDC 轉(zhuǎn)換器的主要,其設(shè)計質(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、電流等級、導(dǎo)通電阻、開關(guān)速度等參數(shù)。對于 PWM 控制,應(yīng)選擇開關(guān)速度快、開關(guān)損耗小的器件;對于 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。惠州小體積DCDC電源選型指南啟動速度快,設(shè)備開機后能迅速達到穩(wěn)定輸出狀態(tài)。

常見的 DCDC 電源效率優(yōu)化控制策略,主要是通過適配負載變化、優(yōu)化開關(guān)節(jié)奏,在不同工況下減少開關(guān)損耗與導(dǎo)通損耗,主要分為基礎(chǔ)調(diào)制策略和進階優(yōu)化策略兩大類。脈沖頻率調(diào)制(PFM)原理:保持開關(guān)管導(dǎo)通時間(或關(guān)斷時間)固定,通過改變開關(guān)頻率來調(diào)節(jié)輸出電壓,輕負載時頻率會明顯降低。效率優(yōu)勢:輕負載時,低開關(guān)頻率可大幅減少開關(guān)損耗(開關(guān)損耗與頻率正相關(guān)),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(lián)網(wǎng)傳感器供電。
CDC 電源作為電能轉(zhuǎn)換的主要組件,在不同應(yīng)用場景中,因環(huán)境條件、性能需求、安全標(biāo)準(zhǔn)的差異,面臨著截然不同的技術(shù)挑戰(zhàn)。這些難點本質(zhì)上是 “場景特性” 與 “電源性能” 之間的矛盾,需針對性突破才能實現(xiàn)可靠適配。以下從四大主要場景展開分析:一、消費電子場景:在 “小體積” 與 “高效率、低紋波” 間找平衡消費電子(手機、耳機、智能手表等)對 DCDC 電源的主要訴求是 “輕薄化”,但這與 “高效節(jié)能”“低紋波干擾” 形成天然矛盾,具體難點集中在三點:1. 小體積下的功率密度與散熱矛盾消費電子的內(nèi)部空間通常以毫米為單位規(guī)劃,DCDC 電源的體積需控制在 0.5cm3 以下(如手機快充模塊),但 “小體積” 會導(dǎo)致兩個問題:功率密度瓶頸:電感、電容等儲能元件的尺寸被壓縮后,磁芯損耗(高頻下鐵氧體發(fā)熱)、銅損(電感導(dǎo)線變細導(dǎo)致電阻增大)明顯增加,若要維持 10W 以上的輸出功率(如手機 20W 快充),器件溫升可能超過 60℃,觸發(fā)設(shè)備過熱保護;散熱通道缺失:小體積封裝無法預(yù)留足夠的散熱敷銅或散熱片空間,開關(guān)管(MOSFET)的開關(guān)損耗會直接轉(zhuǎn)化為熱量,若散熱不及時,可能導(dǎo)致器件參數(shù)漂移(如 Rds (on) 增大),進一步降低轉(zhuǎn)換效率。
為車載充電器提供電壓轉(zhuǎn)換,滿足手機等設(shè)備充電需求。

脈沖密度調(diào)制(PDM)策略PDM 是一種相對較新的調(diào)制策略,其基本原理是通過控制固定周期內(nèi)開關(guān)脈沖的數(shù)量(密度)來調(diào)節(jié)輸出能量15。在 PDM 控制中,每個脈沖的寬度和頻率都是固定的,通過改變單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)量來調(diào)節(jié)輸出功率。脈沖密度與輸出電壓成正比關(guān)系,即輸出電壓越高,脈沖密度越大17。PDM 控制的實現(xiàn)基于面積平衡原理。在每個控制周期內(nèi),通過比較參考電壓和輸出電壓的面積差,動態(tài)調(diào)整脈沖的數(shù)量,使得輸出電壓的平均值跟蹤參考電壓15。這種控制方式具有良好的抗干擾能力和較高的分辨率,特別適合于高精度控制場合。具備軟啟動功能,避免開機瞬間大電流沖擊負載。惠州小體積DCDC電源選型指南
具備欠壓保護,輸入電壓過低時停止輸出,防止設(shè)備異常。惠州小體積DCDC電源選型指南
醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域:滿足高安全與低干擾標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療設(shè)備直接關(guān)聯(lián)人體安全,對電源模塊的 “低漏電流、高絕緣、低干擾” 要求嚴(yán)苛,需符合醫(yī)療安全認證(如 UL 60601-1):1. 診斷類設(shè)備(超聲、監(jiān)護儀)應(yīng)用需求:超聲診斷儀需低電壓(如 5V/12V)為探頭、圖像處理芯片供電,且漏電流需≤100μA(防電擊風(fēng)險),輸出紋波≤20mV(避免干擾超聲圖像);監(jiān)護儀需電池與市電雙供電切換,電源模塊需支持寬壓輸入(如 4.5V-18V)與無縫切換功能。模塊適配方案:選用通過 UL 60601-1 認證的醫(yī)療級 DCDC 模塊,輸入 4.5V-18V、輸出 5V/2A,漏電流≤50μA,絕緣電壓達 4000V AC,輸出紋波≤10mV。某便攜式超聲儀搭載的 10W 醫(yī)療模塊,在鋰電池(3.7V)與外接電源(12V)切換時,輸出電壓中斷時間<1ms,確保超聲圖像無閃爍,診斷精度提升 15%。典型案例:某基層醫(yī)院的 20 臺多參數(shù)監(jiān)護儀,通過醫(yī)療級 DCDC 模塊為心率監(jiān)測、血氧檢測單元供電,模塊工作溫度范圍 - 20℃~+70℃,在醫(yī)院手術(shù)室低溫消毒環(huán)境與夏季高溫病房中,均能穩(wěn)定運行,漏電流檢測合格率 100%,未發(fā)生任何電擊安全隱患。惠州小體積DCDC電源選型指南
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