掌握这些技巧，让你轻松操作DC-DC电路
内容提要
DC-DC电源是将一个电压值的直流电能转换为另一个电压值的直流电能的装置，广泛应用于电力电子、通信设备、工业控制等领域。它具有高效率、宽电压范围的适应能力和良好的输出电压波动和噪音性能等特点。文章还介绍了DC-DC的三种常见架构和设计技巧，以及选用要求和器件选型的一般原则。
延伸解读
调制方式选择：PFM与PWM的权衡
文章指出，PFM通过改变脉冲频率稳定输出电压，在低功耗和小负载时表现突出；PWM通过改变脉冲宽度稳定输出，具有高效率且输出波动和噪音性能良好。实际应用中，许多转换器会根据负载情况自动切换：小负载时采用PFM以降低功耗，重负载时切换到PWM以保证效率。设计时需根据负载特性选择合适的调制方式，并注意轻载效率与噪音的平衡。
关键参数选取：纹波、效率与瞬态响应
纹波是衡量输出电压波动的重要参数，需关注轻载和重载情况，通常轻载纹波更大，测试时建议使用20M带宽示波器。效率需同时考虑轻载和重载，轻载影响待机功率，重载影响温升，例如12V输入、5V输出下10mA效率一般要求80%以上。瞬态响应反映负载剧烈变化时的调整能力，输出电压波动一般要求峰峰值10%以下，并注意按推荐值选用反馈电容，常见22pF到120pF。
PCB布局要点：降低噪声与提高稳定性
输入电容应就近放在芯片Vin和功率PGND之间，减少寄生电感，地端增加过孔降低阻抗。功率回路要短粗，保持小环路面积以减少噪声辐射，SW节点是噪声源，需远离敏感位置，电感靠近SW引脚，输出电容靠近电感。VCC电容应就近放置在VCC管脚和信号地之间，尽量在同一层且不过孔。FB引脚最敏感，FB电阻连接线要短并靠近IC，下分压电阻接信号地，走线包地并远离噪声源。
器件选型原则与外围元件要求
器件选型应遵循高性价比、易采购、生命周期长、兼容可替代、资源节约和降额等原则。外围元件选择需注意：输入电容耐压一般要求1.5~2倍以上输入电压，并考虑瓷片电容直流偏置下容量减少；输出电容同样需满足耐压和纹波要求；BST电容按规格书推荐，一般0.1uF~1uF，耐压高于输入电压；电感需注意温升和饱和电流余量，通常最大电流的1.2倍以上，并选择合适的电感值使ΔIL占输出电流的30%到50%。
Q&A
DC-DC转换器是什么？它有什么主要特点？
DC-DC转换器是一种将直流电压转换为另一种直流电压的装置，也称为开关电源或开关调整器。其主要特点包括高效率（通常可达70%以上，高效率型可达95%以上）和宽电压范围的适应能力。
DC-DC转换器有哪些常见的架构？
DC-DC转换器有三种常见的架构：Buck（降压型）、Boost（升压型）和Buck-Boost（升降压型）。
DC-DC的调制方式PFM和PWM有什么区别？
PFM（脉冲频率调制）通过改变脉冲频率稳定输出电压，具有低功耗优点，尤其在小负载时表现突出；PWM（脉冲宽度调制）通过改变脉冲宽度稳定输出电压，具有高效率，并具有良好的输出电压波动和噪音性能。通常小负载时采用PFM控制，重负载时自动切换到PWM控制。
设计DC-DC电路时需要考虑哪些主要条件？
设计DC-DC电路至少要考虑：外部输入电源电压的范围、输出电流的大小、DC-DC输出的电压和电流、系统的功率最大值。此外，还需关注输入/输出电压、输出电流、纹波、效率、瞬态响应、开关频率、反馈参考电压及精度、线性稳定度和负载稳定度、EN电平、保护性能等参数。
DC-DC电路设计中对纹波有什么要求？如何测试？
纹波是衡量输出电压波动的重要参数，需关注轻载和重载纹波，一般轻载纹波较大。在核电等场合需注意轻载纹波是否超出要求。实际测试时应使用示波器20M带宽来测试各种场景负载下的情况。
DC-DC电路PCB设计有哪些关键要求？
PCB设计关键要求包括：输入电容就近放在芯片的输入Vin和功率的PGND，减少寄生电感；功率回路尽可能短粗，保持较小环路面积；VCC电容就近放置在芯片的VCC管脚和信号地之间；FB引脚布局要短，靠近IC放置，减少噪声耦合，FB下分压电阻接信号地AGND，远离噪声源，FB走线包地；BST电容走线尽量短；芯片散热按设计要求，底下增加过孔散热。
DC-DC转换器在哪些领域有应用？
DC-DC转换器广泛应用于电力电子、军工、科研、工控设备、通讯设备、仪器仪表、交换设备、接入设备、移动通讯、路由器等通信领域和工业控制、汽车电子、航空航天等领域。此外，还广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。
