关于DC-DC电源模块的原理介绍

DC-DC电源模块是一种是可以将直流电转换成另一种不同或可调的直流电，又称直流-直流转换器。可分为线性稳压电源、开关稳压电源及一种使用稳压管的小电源，简图如下所示：

线性稳压电源是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源，原理框图如下所示：

当Vout偏小时，基极的电流将增大增加驱动能力，把电压上拉。当Vout偏大时，基极电流将减小，从而减小输出，达到稳定电压的目的。其优点是成本低、噪音小。缺点是效率低、输出电流小，只能使用在降压的场合。

开关电源是指开关管工作在开、关俩种状态下，利用了无源元件电感、电容的能量储存特性来实现DC-DC转换。它从输入电压获得能量，暂时把能量以磁场的形式存储在电感中或以电场的形式存储在电容中，然后将其变换到负载。

开关电源分为AC-DC电源模块和DC-DC电源模块俩个分支，其中DC-DC按功能可分为升压转换器、降压转换器、反向转换器及升降压转换器。按电路理解的意思是可以将低压转成高压输出的电路、将高压转成低压输出的电路、将电压极性改变的电路（负变正、正变负）三种。

一般可通过DC-DC外部电感和二极管的接法来判断其类型：

若电感接电源和SW之间，二极管正向接SW，负向接负载，为升压型DC-DC（Boost）。

若二极管负向接SW，正向接地，且电感接SW和负载之间，为降压型DC-DC（Buck）。

若电感接SW和地之间，二极管负向接SW，正向接负载，为升降压型DC-DC（Boost-Buck）。

DC-DC常见的三种调制方式为脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）和跨周期调制（PSM）。PWM方式，周期TS不变，改变导通时间Ton，可称为定频调宽。即开关频率保持恒定，通过改变在每一个周期内的驱动信号的占空比来达到调制的目的。 优点是控制电路简单、易于设计与实现、输出纹波电压小、频率特性好、线性度高及在重负载的情况下有极高的效率。缺点是随着负载的变轻，其效率也下降。

PFM方式，导通时间Ton不变，周期TS改变。PFM模式在正常工作时，驱动信号的脉冲宽度保持恒定，但脉冲出现的频率发生改变，即所谓的定宽调频。当输出电压发生变化时，通过环路的调整，使脉冲出现的频率发生改变，实现对电路的控制与调整。优点是在轻负载的情况下效率很高、频率特性很好。但是在重负载的情况下，其效率会明显低于PWM方式，且由于其纹波的频谱比较分散，没有多少规律，使得滤波电路的设计复杂。

PSM方式，可称为定频定宽。其驱动信号的频率与宽度都保持恒定，只是当负载为最重时，驱动信号满频工作。当负载变轻时，驱动信号就会跳过一些开关周期，在被跨过的周期内，开关功率管一直保持为关断的状态。 相比于PWM方式，在轻负载的情况下，PSM有更高的效率，且其开关损耗与系统的输出功率成正比，与负载的变化情况关系不大。但是会使输出电压有着比较大的纹波电压，不适用于对电源电压精度要求很高的场合。