发布时间:2021-09-15 阅读量:1403 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理
通常来说,如果一个电路或子电路的可用电源电压低于所需电压,则升压转换器可以有效地将直流电压转换为更高的电压电平。如果可用的电源电压高于所需电压,则降压转换器会执行电压转换。
而降压-升压转换器适用于电源电压范围高于和低于所需输出电压的应用。降压-升压转换器由一个降压转换器和一个升压转换器组成,图1所示的框图更清晰地反映出了它的结构。

降压-升压转换器将降压转换器(图1中的绿色部分)与升压转换器(图1中的橙色部分)合并在同一结构中,从而可以有效地升高和降低输出电压。控制环路可以根据实际的输入电压和编程设定的输出电压来决定设备是否需要在降压或升压模式下运行。 例如,假设要使一个典型电压范围为4.2V到2.8V的锂离子电池提供3.3V的输出电压,如果使用降压转换器,那么电池的截止电压必须大于3.3V,缺点则是无法有效利用电池中存储的电能。而降压-升压转换器有助于充分利用电池的所有电能,因为当输入电压等于或低于3.3V时,降压-升压转换器还可以消耗存储的电能,如图2所示。

图 2:降压-升压转换器可以完全耗尽电池的电能
将降压-升压转换器用作电压稳压器 降压-升压转换器的第二个常见用途是用作电压稳压器。如果电源轨有变化(如3.3V±10%变化),而负载需要更精确的调节电压(如3.3V±5%容差)时,那么就需要一个可以稳定电压的降压-升压转换器。如果元件对电源电压敏感(例如光学模块中的跨阻放大器);如果其他DC/DC预调节器在工业应用中调节不够严密;或者如果电源路径中的其他元件(如电熔丝、负载开关或长电缆)根据电流增加电压变化,则可能需要更严格地调节电压。只用升压转换器或降压转换器不能解决此问题。然而,降压-升压转换器能够将不断变化的输入电压调节到所需的更严格的限值。图3所示为TPS63802对快速±0.5 V/10 ?s线路做出的瞬态响应,带有明显小于±0.1V输出电压下冲/过冲。

图3:TPS63802在VI = VO = 3.3V, ΔVI = ±0.5V时的线路瞬态响应
降压-升压转换器的其他应用 还有其他的原因选择降压-升压转换器,而不是单纯地选择降压转换器或升压转换器。其中一个原因是功率ORing。想象一下婴儿监控器这样的设备,它由一个5V的USB壁式适配器或两块AA主电池供电,电压变化范围为3V(电池崭新时)至1.6 V(电池耗尽时)。只有降压-升压转换器可以承受从5V(壁式适配器)到1.6V(未连接壁式适配器且电池已耗尽)的宽输入电压范围,并且仍然为系统产生3.3V电源轨。除了降压-升压转换器,您只需要两个外部二极管就可避免从壁式适配器流向电池的交叉电流,并在拔出壁式适配器时无缝切换到电池。

表1:DC/DC转换拓扑概述
让我们回到最开始的问题:是否存在实现DC/DC电压转换的通用工具?其实并不确定。当不需要降压-升压转换器时,致力于大容量产品开发的模拟设计人员将更喜欢专用升压或降压转换器的性能优化。然而,致力于小体积产品开发的设计师可能会认为,某些方面的取舍是值得考虑的。
采用降压-升压转换(到降压-升压、降压和升压)可以带来以下好处:
跨项目扩展,不仅节省时间,还可以降低设计风险。
可以不同DC/DC转换器的数量减少到一个易于使用的降压-升压转换器的列表中。
可以简化采购程序,减少库存的复杂性,提高价格杠杆作用和供应稳定性。
降压-升压可以在关机期间断开负载与电源的连接,而其他拓扑可能需要额外的负载开关。
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在任何数字电子系统中,时钟信号都扮演着“心脏起搏器”的角色。
RTC晶振与普通32.768kHz晶振的PCB设计要点基本一致,其核心均在于通过优化布线以降低杂散电容、确保频率精度,并依托合理的布局规划最大限度屏蔽来自板上其他信号源的电磁干扰。
按晶振的功能和实现技术的不同,分为温度补偿晶振(TCXO)、压控晶振(VCXO)、恒温晶振(OCXO)。
为了在性能与功耗之间取得最佳平衡,需要根据具体应用场景,对基准时钟进行相应的分频、倍频或转换处理,从而为各模块提供适宜的时钟信号。此时,分频技术就成为连接晶振基准频率与系统需求的关键,通过数字电路将晶振原始频率按固定比例降低,输出符合要求的低频时钟信号。
RTC芯片是一种专门用于精准计时、掉电续时的专用集成电路,其核心功能是提供精准、稳定的时间信息(包括秒、分、时、日、月、周、年),并能在主电源断电后依靠备用电池继续保持计时,从而确保时间持续不间断。