DC-DC升降压电路的几种个人方案
基于升降压电路的双向DC-DC变换电路
基于Buck-Booost电路的双向DC-DC变换电路目录1系统方案 (4)1.1 DC-DC双向变换器模块的论证与选择 (4)1.2 测控电路系统的论证与选择 (4)2 系统理论分析与计算 (4)2.1 双向Buck-BOOST主拓电路的分析 (4)2.2 电感电流连续工作原理和基本关系 (5)2.3 控制方法与参数计算 (6)3 电路与程序设计 (7)3.1 电路的设计 (7)3.1.1 系统总体框图 (7)3.1.2 给电池组充电Buck电路模块 (7)3.1.3 电池放电Boost升压模块 (8)3.1.4 测控模块电路原理图 (8)3.1.5 电源 (9)3.2 程序设计 (9)4 测试方案与测试结果 (15)4.1 测试方案 (15)4.2 测试条件与仪器 (15)4.3 测试结果及分析 (15)4.3.1 测试结果(数据) (15)4.3.2 测试分析与结论 (16)摘要双向DC/DC变换器（Bi-directional DC-DC Converter，BDC）是一种可在双象限运行的直流变换器，能够实现能量的双向传输。
随着开关电源技术的不断发展，双向DC/DC变换器已经大量应用到电动汽车、太阳能电池阵、不间断电源和分布式电站等领域，其作为DC/DC变换器的一种新的形式，势必会在开关电源领域上占据越来越重要的地位。
由于在需要使用双向DC/DC变换器的场合很大程度上减轻系统的体积重量及成本，所以具有重要研究价值。
既然题目要求是作用于可充电锂电池的双向的DC-DC变换器，肯定包括降压、升压、电压可调、恒流、等要求。
考虑到题目对效率的要求，我们选择降压Buck电路，升压Boost电路，并用反馈电路和运放电路来实现电压可调和恒流等要求，通过一系列的测试和实验几大量的计算，基本上能完成题目的大部分要求。
关键词：双向DC/DC变换器；双向Buck-Boost变换器；效率；恒流稳压1系统方案本系统主要由DC-DC双向变换器模块、测控电路模块及辅助电源模块构成，分别论证这几个模块的选择。
DCDC升压开关电源设计
DCDC升压开关电源设计DC-DC升压开关电源是一种能够将低电压升高至高电压的电源装置，被广泛应用于各个领域中。
本文将介绍DC-DC升压开关电源的设计原理、关键技术以及一些注意事项。
DC-DC升压开关电源的设计原理是基于开关电路的工作原理。
开关电路是通过控制开关管的开关时间比例来调整输出电压的。
当开关管导通时，输入电源经过电感储能，从而增加电能；当开关管关断时，通过电容放电，将储存的能量释放出来，实现输出电压升高。
在设计DC-DC升压开关电路时，需要考虑以下几个关键技术：1.拓扑结构选择：常见的DC-DC升压开关电路拓扑结构有Boost、Flyback等。
不同的拓扑结构适用于不同的应用场景，选取合适的拓扑结构对于提高电路的效率和可靠性非常重要。
2.开关管的选择：开关管是DC-DC升压开关电路中重要的组成部分。
选择合适的开关管需要考虑其导通电阻、关断速度等参数，以及温度、功率和容量等要求。
3.控制电路设计：控制电路负责控制开关管的开关时间比例，从而调整输出电压。
常见的控制方法有脉宽调制(PWM)、频率调制(FM)等。
此外，控制电路还需要考虑保护电路的设计，以提高电路的可靠性。
4.滤波电路设计：DC-DC升压开关电路输出的电压含有大量的高频脉冲噪声。
通过适当设计滤波电路，可以减小输出电压的脉冲噪声，保证输出电压的稳定性和准确性。
此外，在进行DC-DC升压开关电源设计时1.功率匹配：输入电源和输出负载之间的功率匹配非常重要。
如果输入功率过大，开关管可能会因为过载而烧毁；如果输出负载功率过大，可能导致输出电压不稳定。
2.散热设计：开关管在工作过程中会产生大量的热量，需要通过散热器等散热装置将热量散发出去。
合理的散热设计可以保证电路的正常工作和寿命。
3.EMI问题：DC-DC升压开关电源会产生一定的电磁干扰(EMI)，可能对周围的电子设备产生干扰。
在设计时要注意EMI的控制，采取一些抑制措施，如屏蔽、滤波等。
大功率dcdc 降压电路 方案
大功率dcdc 降压电路方案大功率DC-DC降压电路是一种常见的电路设计方案，用于将高电压转换为低电压。
在许多应用中，需要将高电压源转换为适合于特定设备的低电压。
这种转换通常通过DC-DC降压电路来实现。
DC-DC降压电路的设计目标是在保持高效率的同时提供稳定的输出电压。
为了实现这一目标，设计师需要考虑电路的拓扑结构、传输效率、输出电压稳定性和电路保护等方面。
DC-DC降压电路的拓扑结构可以采用多种形式，如Buck、Boost、Buck-Boost等。
其中，Buck拓扑是最常见的降压电路拓扑，其原理是通过开关管控制电压输出。
Boost拓扑则是将输入电压升高到所需的输出电压。
Buck-Boost拓扑则结合了Buck和Boost的优点，可以在输入电压高于或低于输出电压时实现降压。
传输效率是衡量DC-DC降压电路性能的重要指标之一。
传输效率是指输出功率与输入功率的比值。
高效率的DC-DC降压电路可以最大限度地减少能量损耗，使得电路能够在长时间运行时提供稳定的输出电压。
为了提高传输效率，设计师可以采取多种措施。
例如，选择低导通电阻的开关管，减小开关管的导通电压降；合理选择电感和电容的数值，以减小电感电流和电容电压的波动；使用高效的电源管理芯片，以实现更好的功率转换效果。
DC-DC降压电路的稳定性也是需要考虑的重要因素。
输出电压的稳定性直接影响到被供电设备的正常工作。
为了提高输出电压的稳定性，设计师可以采用反馈控制的方式来调节输出电压。
通过引入反馈电路，将输出电压与参考电压进行比较，并根据比较结果控制开关管的导通时间，从而实现输出电压的稳定控制。
为了确保DC-DC降压电路的安全可靠运行，还需要考虑电路的保护机制。
常见的保护机制包括过压保护、过流保护、短路保护等。
这些保护机制可以有效地保护电路和被供电设备免受损坏。
大功率DC-DC降压电路是一种常见的电路设计方案，用于将高电压转换为低电压。
在设计过程中，设计师需要考虑电路的拓扑结构、传输效率、输出电压稳定性和电路保护等方面。
大功率dc转dc升压电路
大功率dc转dc升压电路
大功率DC转DC升压电路通常使用开关电流调制（PWM）
技术来实现。
以下是一种常见的大功率DC转DC升压电路设计：
1. 开关电源变压器：选择适当的变压器，使得输入电压可以被升压到所需输出电压。
变压器应具有足够的功率容量以满足负载需求。
2. 升压开关：使用功率MOSFET或IGBT等开关设备作为升
压电路的开关，以实现高效的电压升压。
开关应具有足够的功率容量和低导通电阻。
3. 控制电路：使用PWM控制电路来控制升压开关的开启和关
闭时间，以控制输出电压。
控制电路可以使用微处理器或专用控制器。
4. 输出滤波电路：将升压开关的输出电压进行滤波，以减少噪声和纹波。
输出滤波电路可以包括电感和电容。
5. 输出调节电路：如果需要进一步精确调节输出电压，可以使用反馈控制电路来监测输出电压，并根据需要进行调节。
反馈控制电路可以使用运算放大器和比较器。
6. 保护电路：为了保护升压电路和负载，可以添加过电流保护、过压保护、过温保护等保护电路。
这些保护电路可以使用电流传感器、电压传感器和温度传感器等传感器元件。
这只是一个大功率DC转DC升压电路的基本设计。
具体的设计和元件选择将根据具体的应用要求和负载需求而定。
同时，请注意在设计和实现电路时遵循安全规范和标准，确保电路工作稳定可靠。
DCDC升压开关电源设计
DCDC升压开关电源设计DC-DC升压开关电源是一种常见的电源设计，它可以将输入电压升压到指定的输出电压。
本文将介绍DC-DC升压开关电源的基本原理、设计步骤以及注意事项。
一、DC-DC升压开关电源的基本原理DC-DC升压开关电源通过开关器件实现输入电压的升压。
其基本原理是电感储能和开关器件的周期开关。
当电源输入电压施加给开关器件时，开关器件导通，电感器件开始储能；当开关器件断开时，电感器件将储存的能量输出，并经过整流滤波后得到稳定的输出电压。
二、DC-DC升压开关电源的设计步骤1.确定输入输出电压：首先确定所需的输入和输出电压。
输入电压一般来自电池、交流电源或其他直流电源，而输出电压则是升压后的电压。
2.选择开关器件：根据所需的转换功率和输出电压，选择合适的开关器件。
常用的开关器件有MOSFET和IGBT，选择开关器件时要考虑其导通电阻、开关速度和功耗等因素。
3.选择电感器件：电感器件用于储存能量，可以选择磁性材料制成的线圈或铁氧体等。
选择合适的电感器件要考虑其电感值、饱和电流和损耗等因素。
4.计算元件参数：根据输入输出电压和所选的开关器件和电感器件，计算所需的元件参数。
包括电容器的容值、电感器件的电感值以及开关器件的参数，例如导通电阻和开关频率等。
5.设计控制电路：根据所选的开关器件类型，设计适配的控制电路。
常用的控制电路包括PWM控制电路、反馈电路和过压保护电路等。
6.进行仿真和优化：使用电路仿真软件进行仿真，验证设计的可行性，并根据仿真结果进行优化。
7.PCB布局设计：根据设计的电路图，进行PCB布局设计，保证电路的稳定性和可靠性。
8.制作原型并测试：将设计的电路制作成原型，进行测试以验证其性能和可靠性。
三、DC-DC升压开关电源设计的注意事项1.开关器件选型要合适，能够承受所需的转换功率和工作频率，同时保持较低的导通电阻和开关损耗。
2.电感器件的选用要符合电路的工作频率和最大电流需求，避免电感器件的饱和和损耗过大。
电路dcdc降压方案
电路DC-DC降压方案概述DC-DC降压方案是一种常用的电路设计方案，广泛应用于电子设备中，用于将高电压的直流电源转换为低电压的直流电源。
在电子设备中，低电压直流电源通常用来供应各种电路和组件，如集成电路、传感器、显示屏等。
本文将介绍几种常用的DC-DC降压方案，包括线性稳压器、降压开关电源以及升压式和降-升压式转换器。
线性稳压器线性稳压器是一种简单、成本低廉的DC-DC降压方案。
它通过晶体管调节电压，将输入电压稳定到所需的输出电压。
线性稳压器的主要优点是电路简单、稳定性好、噪声低，但在输入输出电压差比较大时效率较低，且会产生较多的热量。
因此，线性稳压器常被用于输出电压要求较高且纹波要求较低的场合。
降压开关电源降压开关电源是一种高效率的DC-DC降压方案，它通过开关管和电感器实现对输入电压的调节。
降压开关电路通常分为两种类型：离线式和非离线式。
离线式降压开关电路是将交流输入转换为直流输出，非离线式降压开关电路则直接对直流输入进行调节。
离线式降压开关电路常使用变压器来实现高频开关转换，以提高效率。
非离线式降压开关电路则常常使用非反激、负反激或附加套线器等方式来实现开关转换，这些转换方式相比于离线式较为简单，但功率较小。
降压开关电源的优点是效率高、体积小，适合于功耗要求高、输出电流大的应用场合。
但由于其特殊的电路结构，需要合理的电磁屏蔽和线路布局，以避免电磁干扰和噪声。
升压式转换器升压式转换器是一种将低电压升到高电压的DC-DC降压方案。
它通过变压器实现电压转换，并通过开关管实现稳定性的控制。
升压式转换器通常由高频开关、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。
升压式转换器的优点是可以将低电压转换为高电压，适用于输入电压低但要求较高输出电压的场合。
然而，由于电压升高，其效率较低，同时产生的噪声也较多。
降-升压式转换器降-升压式转换器是一种可以将输入电压降低或升高的DC-DC降压方案。
它结合了降压和升压式转换器的特点，可以完成输入电压的双向转换。
用升压型DCDC做sepic升降压电路经验
用升压型DCDC做sepic升降压电路经验摘要：有很多网友都试验过用升压DCDC做自动升降压sepic电路，都以烧毁器件告终，本文阐述了一种烧毁器件的机理，希望网友门注意。
用TD8208做sepic电路，试图达到如下需求：1.输入是带充电器的锂电池电路，有USB外接电源时，自动用外接5V电源，否则用锂电池电源，故输入电压范围为2.6V-5.2V，其中锂电池供电时电压范围是2.6V-4.2V。
2.输出为3.3V或4.1V。
sepic电路拓扑：实际电路：TD8208(兼容替代型号CE8303/FP6291/MT3608/STI3508/SY7152/SY7208)的典型应用是boost电路，从datasheet中截取如下图，要修改为满足需求的sepic电路需要将下图中红叉位置断开，串入一个电容，再对地接一个电感，如上图中的C1和L2.同时需要修改R2。
R2为150K时，输出电压为3.5V左右。
试验结果：当输入电压从2.6V开始上升，步进0.1V，在低于4V时，输出电压一直维持在3.5V，非常稳定，但当电压上升到4V以上时，输入电流立即剧增，若输入无限流装置芯片立即损坏。
结论是电路末达到设计要求。
原因分析：对比测试TD8208在标准boot模式下LX端子的波形，发现波形尖峰顶部始终没有超过8V，而在sepic模式下，在输入电压末达到4V左右时就几乎达到8V，且顶部平坦，当电压继续升高时，会继续升高，随即产生很大的输入电流，估计是内部保护动作了。
标准boot模式下LX端子的波形查阅datashee发现：TD8208的LX端子电压最大为7V，估计厂家是在内部做了保护，估计是这个保护电压对电路产生了影响。
分析sepic电路结构，发现LX端子电压要比标准boost电路时高。
内部MOS管导通时内部MOS管断开时可以看到，内部MOS管断开时，LX电压是L1上的电压+L2上的电压，而L2的电压是C1在MOS管导通时充的，故LX端电压基本上是2Vo。
DCDC电源设计方案
DCDC电源设计方案一、选取DC-DC电源拓扑结构在进行DC-DC电源设计之前，首先需要选择合适的拓扑结构。
常见的DC-DC拓扑结构有Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压)及SEPIC等。
具体选择哪种拓扑结构，需要根据实际应用需求来决定。
以Buck为例，其具有简单、稳定、高效的特点，适合输出电压低于输入电压的场合。
二、计算输入输出参数根据实际需求，计算DC-DC电源的输入输出参数，包括输入电压、输出电压、输出电流等。
这些参数将决定了电源所需的功率、电流和电压范围，为选择合适的元器件提供了依据。
三、选择元器件选择合适的电容器、电感器、开关管、二极管等元器件。
其中，在选择电容器和电感器时，需要考虑元器件的电流和电压容量、频率响应等特性，以保证电源设计的可靠性和稳定性。
在选择开关管和二极管时，需要考虑其导通压降、频率响应和损耗等特性，以提高DC-DC电源的效率和稳定性。
四、设计控制电路根据所选择的拓扑结构，设计出合适的控制电路。
其中，关键的元件是PWM控制器，它能够控制开关管的开关频率和占空比，从而实现对输出电压的调整和稳定。
在设计控制电路时，需要考虑电源的稳定性、保护功能和过载能力等。
五、PCB布线设计PCB布线设计是DC-DC电源设计的重要环节，它影响着电路的高频特性和噪声干扰。
在进行布线设计时，需要注意元器件之间的布局、功率地和信号地的分离、降低线路的传输损耗和改善信号完整性，以提高电路的性能和稳定性。
六、电源性能测试与验证在完成DC-DC电源的设计之后，需要进行性能测试和验证。
通过测试电源的输出电压、输出电流、负载调整能力、效率等参数，验证电源设计的稳定性和可靠性，以确保电源符合设计要求。
七、优化与改进对已完成的DC-DC电源设计进行评估和改进。
如果存在性能不足或不稳定的情况，需要进行优化和改进，调整电源的拓扑结构和元器件选择，优化PCB布线和控制电路，提高电源的效率和可靠性。
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DC-DC升降压电路的几种解决方案
（成都信息工程学院科技创新实验室）
WOODSTOCK
前一段时间，本着学习的态度参加了TI杯校赛，做了其中的一个直流升降压的题，作品没做的很好，但是在准备期间，我对各种可行电路都做了尝试，一些心得拿出来与大家分享，也望各路大侠对不妥之处不吝赐教。
我们在实际应用中，经常会出现系统中各个模块供电不统一，或者供电电源的电压时变化的（比如汽车中的电池电压受温度影响而变化），在只有一个电源提供供电的时候，同时
可以升压或降压的电路就变得非常有用。
下面，来看一下我想到的几种升降压问题的解决方
案。
非隔离式开关电源的基本电路一般有三种：Buck降压电路、Boost升压电路、Buck-boost
极性反转升降压电路。
要实现同时升降压功能，首先想到的肯定是Buck-Boost极性反转电
电路。
图表1 极性反转电路原理示意
这种拓扑结构的电路能够输出与输入相反的、可以比输入电压更高或者更低的电压，并且整
体的效率也很高。
但缺点也很明显：一就是极性相反，当输入电压是正压且要求输出也是正的时候，我们还要对输出电压进行反向，这就是一件很麻烦的事；但是，有时我们需要的就
是负压的时候，这个缺点又会有一种很大的用处。
缺点二就是，这种拓扑结构电路的电流脉
动值很大，输出滤波不好处理。
在实际制作中，我选择了用TI的Buck型降压芯片TPS5430
来做开关管以及驱动的部分，更方便控制，简化了电路。
还有一个缺点是，这种电路不方便
数控，而且没法直接用AD采输出电压。
下面这个是我做的一个控制TPS5430反馈的电路。
常见的来解决这个问题的还有另外一种电路，就是把boost电路和buck电路结合起来。
但是怎样结合？方法有很多种。
第一种，直接拼接。
比如输入电压时5-12V,输出电压要10V,那么我们就可以使用升压
电路将输入电压统一升到13V，然后再使用电压可调节的降压电路来提供输出电压。
在做这个方案时，我升压用了TI的TPS61175输入范围是3-18V，输出范围是3-65V，最大输出电流时3A。
降压同样用了TPS543O
图表3 TPS5430降压电路
因为这种电路对电压做了两级的处理， 80%,而且两个开关芯片开关频率不同， 彼
确定输出电压后判断该升还是该降。
在 电路输入端和DC 转换模块之间，使用继电器或场管来做开关，
选择电路工作的模式。
这种 电路容易理解、硬件设计相对比较简单，难在判断控制。
另外这种电路存在一个大问题，当 要求输入电压和输出电压相同时，这种电路就无能为力了。
第三种拼接的方法，则是这几种方案中，我觉得最好的一种方案。
先看一下拓扑图：
其实这是在第一种拼接方法基础上的改进电路，巧妙合并了 Buck 电路和Boost 电路，简化
了电路，节省了电路损耗。
要降压的时候，关掉第二个场管，使用 PWM 波控制第一个场管
即可，要升压的话，就保持第一个场管完全开启，使用
PWM 波控制第二个场管即可。
在使
用分离原件去搭DC 电路的时候，一定得特别重视开关频率的设定，以及与之匹配的二极管、 电感、电容。
这种电路做好的话，效率可以在 90%以上。
这个电路结构比较简单，就不贴图
了，附张光耦驱动的电路吧。
但是这种电路结构最致命的冋题就是，效率上不去。
假设每级的效率都有 90%的话，总体的效率也才 此之间的开关噪声影响很大。
第二种，是升降压选择法。
即先判断输入电压
,
图表4 TPS61175升压电路
图表5 双场管升降压电路
光耦驱动电路
第四种方法是第三种的改进版，是使用的集成芯片来完成这个电路。
看了许多芯片的资料， 最后我选择的是 LM5118，它具有超宽的电压输入范围：
3-70V ,输出电压范围也在 3-75V 的
宽范围，最大输出电流3A ,效率可以做到95%。
但是这个芯片比较娇贵， 不好调，而且PWM
输出驱动能力较弱。
我选用了官方
PDF 推荐的场管SI7148低压差驱动场管。
其实我们可以
在芯片的HO 、LO 输出口通过光耦或三极管来把驱动电压拉高，
SI7148不好买，而且比较贵。
VOUT=1.23v(R10/R9+l)
图表6
LM5118升降压
GND
IC ：
IC1
p V ■- ^=—
47
血f
B T
‘
e wi
1 2- 4
TLP25015
ir。