关于DC/DC电源设计，很多电源工程师工作中会遇到不同的问题。其实找到问题的根源，才能对症下药。下面给大家分享几篇不错的文章，供大家学习~
DC/DC BUCK电路原理详细分析（作者：工程师看海）
在手机、电脑等消费电子领域，降压型BUCK电路应用非常广泛，是电源工程师的入门课。
在电子电路中，电源一般分为两类，一类是线性电源，一类是开关电源。线性电源具有噪声小的优点。开关电源虽然噪大，但是具有效率高、热损小的优点。
开关电源还可以细分为降压型、升压型和升降压三类。也可按照隔离、非隔离，或者同步非同步再进一步细分。
下面就介绍BUCK降压电路的基本工作原理，并进行原理仿真。
为了把我们的主要精力放在理解BUCK原理上，我们选择非同步BUCK进行分析，也就是电路中只有一个开关管，由二极管对电感续流放电。
基本的BUCK降压电路由开关、电感、二极管和电容组成，简约的东西经过组合往往会迸发出不可思议的结果，BUCK就是这样的电路。
BUCk基本框图如下：
当开关S1闭合导通时，VA电压为高，Vin给电感L1充电，流过电感L1的电流逐渐增加，电流路径见上图绿色回路，电感充电波形见下图。
当开关S1断开时，Va为低电平，电感L1通过负载和二极管放电，电感L1的电流逐渐减小，电流路径见下图蓝色部分，电感放电波形见上图。
BUCK的基本工作过程就是对电感充放电的过程。
这里有个小说明，在同步BUCK中D1会被开关代替，以提高效率，在S1断开时，但是本章中使用的是续流二极管，则在S1断开时，VA其实是有一部分的负电压的（差不多刚好-0.7V）。
BUCK输入输出电压的计算关系：
我们不用管什么幅秒特性，只看最终、最基本、最本质的电感相关公式：
在BUCK建立稳态后，电感充放电的电流是相等的，△t=T*D是充电的时间，T*(1-D)是放电的时间，即稳态时：
T为开关周期，D为占空比，就是开关导通的时间占整个周期的百分比。
同样的道理：
整理得到：
非常简单的计算过程，一点也不复杂……
DC/DC的基础知识（作者：Andrew Chu）
1. DC/DC基础
作为一个不是以电源设计为方向的硬件工程师。我的目标是掌握LDO，BUCK，BOOST，BUCK-BOOST，FLYBACK这几种拓扑。其他的拓扑如正激，半桥，全桥，PFC等我就不做了解。建议大家先看基本元件里的所有内容。R C L D的参数并不是大家想的那么简单，用好BJT和MOSFET更是每一个EE的基本功。
名词解释
1.DC/DC：直流到直流变换器
2.AC/DC：交流到直流变换器
3.SMPS：switching mode power supply
4.LDO：low dropout 低压差线性稳压电源
5.BUCK：降压变换器
6.BOOST：升压变换器
7.BUCK-BOOST：升降压开关电源
8.FLYBACK：就是反激式隔离电源
9.CCM：continuous conduct mode
10.DCM：discrete conduct mode
11.VMC：voltage mode control
12.CMC： current mode control
13.SRF：self-resonant frequency
总结：
了解一个电源，主要有以下几个方面：
- 常用拓扑：
- 工作原理，
- 充电回路，放电回路。
- 每个节点的电压电流波形
- 评价指标：
- 纹波电压：Vripp
- 暂态响应：line regulation，load regulation
- 环路稳定性：1/2/3类补偿
- 关键器件选型：
L：类型，容量。Isat，Irms，DCR，寄生电容，谐振频率
C：类型，容量，耐压，Irms，ESR，ESL，谐振频率
D：类型，Vf，If，Trecover，耐压，漏电流
MOSFET：损耗和功耗分析，If，Vce，Rdson，Cgd：Mealy Effect
几个基本概念是贯穿整个分析过程的：
1.设计的要求：输入电流和输出电流都是稳定的值。在line regulation和load regulation时候除外
2.电容的电压不能突变。I=C*∂V/∂t电容上的电流表示了电容上电压的变化率
3.电感的电流不能突变。V=L*∂I/∂t电感的电压表示了电感上电流的变化率。法拉第定律
4.电流流入电容的时间积分，就是电容的电压抬升。如果想要稳态工作，电容上的电压不波动，一个周期内电容的电流的I_total_mean=0。Q=CV, Q=∫Idt。
5.电感上的磁通，就是瞬时电流的值。如果想让电感进入稳态，那么ΔΦ=0，那么ΔI=0。所以一个周期内电感上：ΔI_on=ΔI_off。Φ=LI V=∂Φ/∂t
几个经验技巧：
- ΔIripp一般是Io的0.3-0.5
- 考虑到电感的体积和纹波电压的tradeoff
- 开关频率和电感值
- 一般我们不喜欢电感变大，因为容量变大到2倍，体积变为4倍。
- 增大f，可以用小的L
- f大了，EMC特性就差了。
- 输出电容：
- 纹波电压决定了电容的值。
- ESR决定了纹波电压
- 输入电容：
- 容值？
- 一般使用的电解电容，他有个参数是Irms，一定要考虑
2. 电源的功能和参数
- 电源的基本功能： 3. 软启动 4. 过流检测 5. 欠压检测 6. 过压检测 4. 自举电路
- 参数：
3. BUCK
- 最重要：
3.1. LDO和BUCK的区别
3.2. 参数选择
- 效率的因素：
- 输出纹波电压&动态响应
- 选择f和L
- 选择MOS，功耗计算
- 选择电容
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五个步骤教你如何layout出优秀的DC/DC（作者：electronICLee）
良好的 PCB 布局对于DC/DC转换器至关重要。 原因是DC/DC转换器由于高频开关模式而对寄生电容和电感敏感。 不良的 PCB 布局会引入大的寄生电容和电感，从而导致输出纹波高、输出电压调节和限流精度差、电磁干扰 (EMI) 问题，甚至因高压尖峰而导致故障。 如果在构建第一个 PCB 之前考虑周全，则正确的 PCB 布局将有助于避免DC/DC转换器的大多数这些问题，而无需额外成本。
话不多说，先来一个典型栗子，基于 TPS61236 大电流升压变换器来展示这五大步骤。如图1所示。
图1 原理图
一、输出电容的布置和走线
输出电容器的位置对于任何升压转换器都是最重要的，因此它应该靠近 IC 放置。 用短而宽的走线将电容器连接到 IC，以最大限度地减少寄生电感。 原因是流经输出电容的电流为脉冲型。考虑到V = L × dI / dt，IC与输出电容之间的寄生电感会导致SW引脚出现电压尖峰和振铃。 过高的电压尖峰会损坏 IC 并且振铃会导致 EMI 问题。
图 2 显示了如何放置和布线 TPS61236 的输出电容器。 在左侧，三个0805封装电容器并联放置。 这种方式很简单，并且具有非常小的寄生电感。 但有时，由于系统板的限制，将大封装电容靠近IC放置并不容易。 然后可以在 IC 附近放置一个小型封装电容器，而将大容量电容器放置在更远的地方。
大容量电容可以通过相对较长的走线和过孔与IC连接，如图2右侧所示。如果需要过孔，建议每安培使用一个过孔。
如果空间允许，更多的通孔有助于降低寄生电阻。 在这两种情况下，请确保 IC 和输出电容器之间的走线足够宽以支持大电流。
图2 输出电容布置
二、缓冲电路和电感布置和布线
要放置的第二个组件是电感器。 为减少辐射 EMI，电感应靠近 IC 放置。 应优化 SW 节点的铜线，以最小面积处理大电流。 SW 节点是升压转换器的噪声源，因此敏感节点（例如 FB）的任何痕迹都应远离 SW 节点。 图 3 显示了两种情况下电感的布局和布线。
图3 电感布局
SW 节点中的缓冲电路对于升压转换器的正常运行是不必要的。 但有时需要通过抑制振铃和减慢 SW 节点的电压上升沿和下降沿来降低 EMI。 为有效起见，缓冲电路的环路面积（Rs 和 Cs）应尽可能小，以使寄生电感最小，如图 4 所示。
图4 吸收（缓冲）电路布局
三、输入电容和Vin引脚布局
输入电容器是要放置的最终功率元件。 输入电容器还用于为内部控制电路和欠压锁定 (UVLO) 的输入电压检测电路供电。 因此输入电容的接地节点应靠近 IC 电源接地引脚。 输入电容接地节点、输出电容接地节点和 IC 接地引脚构成升压转换器的电源接地。 输入电容器的 VIN 节点和电感器之间的距离并不重要，因为通过输入电容器的电流是连续的。
VIN 电压通常是稳定电压，所以大的 VIN 节点覆铜面积不会造成麻烦，大的覆铜面积有助于提高热性能。 图 5 显示了带缓冲电路和带缓冲电路的输入电容器的放置。 缓冲电路比输入电容更重要，因此需要时应先放置。 由于缓冲电路在大多数应用条件下是不必要的，因此在后面的章节中将不包括。
IC 的 VIN 引脚可以通过另一层的过孔和直接走线与输入电容器的 VIN 节点相连，因为通过该走线的电流很小。 如果这条走线太长，可以在 IC 的 VIN 引脚附近放置一个小的去耦电容。
图5 输入电容和Vin引脚布局
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DC/DC 电感下方到底要不要铺铜？（作者：南山扫地僧）
一、问题描述
对DC/DC 电源的电感底部是否应该铺铜这个问题，工程师们常常意见分歧。一种观点认为，在电感下方铺铜会在接地面上产生涡流；涡流会影响功率电感的电感量并增加系统损耗，而接地面噪声会影响其他高速信号。另一种观点则认为，完整的铜平面可以降低 EMI 并改善散热。
本文将首先介绍电感的分类，然后进行一个电感下方铺铜的实验。最后，我们将解释铺设铜层的益处，然后再对 DC/DC 电源下方铺铜是否有益这个问题做出结论。
二、电感的分类
在解决铺铜争论之前，我们首先需要了解电感通常是如何分类的。简而言之，电感可分为三类：
- 非屏蔽电感
非屏蔽电感的磁路由核心由空气组成，这意味着它的磁力线完全暴露在空气中，没有任何磁屏蔽。
- 半屏蔽电感
半屏蔽电感是在非屏蔽电感的基础之上，将磁屏蔽材料结合在电感外围。由于导磁材料的磁阻小，磁力线基本上被锁定在材料中。只有一小部分磁场会从气隙中溢出。因此，这种电感的外部漏磁极小。
- 一体成型电感
一体成型电感将绕组和磁性材料一次浇筑而成，只在内部留下一个很小的气隙以防止电感饱和。因此，这类电感在很大程度上没有磁力线溢出。
如下图 1 总结了这三种类型的电感。
图1 电感的分类
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交错升压型DC/DC变换器（作者：电源技能成长记）
目前，太阳能的利用依然十分火爆，太阳能的利用将是长期实行的能源战略，它与我们生活息息相关，但是太阳能转换成的电能不能直接利用，首先需要经过变换。生活中所使用的电能多数为交流电，而且输电线路大多都是交流输电，所以，通常太阳能光伏板输出的电能为低压直流，这个电压既不能直接利用，也不能输送。实际中通过两级式逆变器，将低压直流电升压后在逆变成所需的电压进行利用和传输。现在对电能质量的要求越来越高，变换器的体积越来越小、频率越来越高，效率也要求尽量高。
结合诸多要求，LLC有这么多优点，它是不是也可以应用在逆变器的前级升压环节，LLC输入电压范围窄可能是关键限制目标，个人觉得应该有优化方法。可以尽量增加工作范围，先不谈及该问题，就只考虑升压的方法，按照设计方法计算谐振参数试一试，是否能实现升压。为了降低器件应力和输入电流的纹波（就是最大和最小值的差值），提出了一个变压器一次侧交错并联二次侧串联的全桥型DC/DC变换器。下面给出初步仿真的参数和波形。
工作频率200kHz，输入60VDC，输出800VDC，输出功率800W，主电路如图1所示。
图1 所提出的主电路
下面给出额定情况下的仿真波形，如图2所示。
图2 额定输出仿真波形
图2中的各变量与图1中的标号是相同的，这里就不再过多介绍。
下面是谐振频率大于开关频率（170kHz）时波形，如图3所示。
图3 开关频率小于谐振频率
下面给出开关频率大于谐振频率波形，如图4所示。
图4 开关频率大于谐振频率
上述图中可以看出前级开关管均实现了ZVS，副边实现了ZCS（图4中情况除外），半桥相位关系如图5所示。
图5 半桥仿真结果
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