DC-DC的原理如下：

1 其實內部是先把DC直流電源轉變為交流電電源AC。通常是一種自激震盪電路，所以外面需要電感等分立元件，然後在輸出端再透過積分濾波，又回到DC電源。由於產生AC電源，所以可以很輕鬆的進行升壓跟降壓。兩次轉換，必然會產生損耗，這就是大家都在努力研究的如何提高DC-DC效率的問題。

2 DC-DC包括boost（升壓）、buck（降壓）、Boost/buck（升/降壓）和反相結構，具有高效率、高輸出電流、低靜態電流等特點，隨著整合度的提高，許多新型DC-DC轉換器的外圍電路僅需電感和濾波電容；但該類電源控制器的輸出紋波和開關噪聲較大、成本相對較高。

輸入電壓為48V，超出了一般LDO的輸入範圍，所以LDO不合適。可以考慮DC/DC電源降壓晶片。有如下幾種推薦方案：

1.推薦XL7045，輸入範圍(10-80)V,輸出300mA，輸出可調。

2.推薦XL7046，輸入範圍(8-80)V,輸出1000mA，輸出可調。

3.推薦XL7056，輸入範圍(8-80)V,輸出2100mA，輸出可調。

以XL7046為例，介紹一下使用方法和電路設計。下圖是設計原理圖。

XL7046的輸出電壓為1.25-20V可調，上圖中的D2二極體用於防電源接反，起到接反保護作用。晶片的第6引腳為使能引腳，接高電平時晶片停止工作，接低電平晶片工作，懸空時預設接低電平。該晶片透過兩個電阻即可實現電壓的輸出可調，輸出計算公式為：

Vout=1.25×(1+R2/R1)，

如果輸出是20V的話，透過計算，R2/R1的值為15，所以讓R2取值30KΩ，讓R1取值2K，這樣即可輸出20V。

XL7046的封裝為SOP-8，體積小，節省PCB空間。實物圖如下所示。

Demo板如下圖所示。

DC-DC降壓是透過斬波來實現的，這種結構的電路叫BUCK電路。現在市面上有很多這種積體電路，有些將開關管整合在晶片內，有些則沒有，僅僅是控制器，比如LM5008、NCP3101、NCV8853等。

工作原理簡介

不論是哪種晶片，他們的主要原理都大同小異，下圖是BUCK電壓調整器的基本電路圖。該DC-DC電路的輸入電壓是Vdc，輸出電壓是Vo。

該電路的工作過程為:

開關管Q1導通時，V1的電壓約等於Vdc，電感左側電壓大於右側的輸出電壓Vo，因此電感上的電流上升。當開關管Q1關斷時，由於電感上的電流不能突變，所以會透過二極體D1續流，因此V1上的電壓為-0.7V左右，所以電感Lo上的電流下降。

在穩態時由於電感Lo上的電流總體上降保持不變，即上升的電流幅度等於下降的電流幅度，因此可以列出等式(等式中忽略了二極體的壓降):

Ir = ( Vdc - Vo ) x ton / LIf = Vo x toff / L

式中的Ir和If分別為電感電流的上升幅度和下降幅度，ton和toff分別為開關管的導通時間和關斷時間，由於Ir = If ，所以有

( Vdc - Vo ) x ton = Vo x toff

根據上式可以推出

Vo = Vdc x ton / ( ton + toff ) = Vdc x D

式中的D為佔空比。而D是小於1的，從而輸出電壓Vo必定小於輸入電壓Vdc，實現了降壓的功能。

控制邏輯

那麼佔空比是由什麼來控制的呢?顯然是透過控制晶片來完成的。

對一般控制晶片的控制邏輯作一簡單說明: 要對輸出電壓進行精確的控制一般是採用反饋，這裡也不例外。

首先，要對輸出電壓作取樣，上圖中透過電阻R1和R2對輸出電壓分壓後與參考電壓Vref作比較，透過誤差放大器後輸出Vea。然後，Vea與鋸齒波電壓比較後輸出PWM訊號Vwm。最後，Vwm透過電流放大器放大後驅動開關管Q1。

如果輸出電壓Vo偏大，那麼放大後的誤差訊號Vea變小，與鋸齒波的交點降下移，使PWM訊號的佔空比變小，那麼輸出電壓Vo會變小。如果輸出電壓Vo偏小，整個過程剛好相反，這樣就會使輸出電壓保持在一個穩定的小範圍中，實現了穩壓的作用。

口口木的筆記 於杭州 2019-1-27