硬件设计:电源设计--DCDC工作原理及芯片详解

参考资料：

DC/DC降压电源芯片内部设计原理和结构

MP2315(DC/DC电源芯片)解读

DC/DC电源详解

第一次写博客，不喜勿喷，谢谢！！！

DC/DC电源指直流转换为直流的电源，从这个定义上看，LDO(低压差线性稳压器)芯片也应该属于DC/DC电源，但一般只将直流变换到直流，且这种转换是通过开关方式实现的电源称为DC/DC电源。

一、工作原理

要理解DC/DC的工作原理，首先得了解一个定律和开关电源的三种基本拓扑(不要以为开关电源的基本拓扑很难，你继续往下看) 。

1、电感电压伏秒平衡定律

一个功率变换器，当输入、负载和控制均为固定值时的工作状态，在开关电源中，被称为稳态。稳态下，功率变换器中的电感满足电感电压伏秒平衡定律：对于已工作在稳态的DC/DC功率变换器，有源开关导通时加在滤波电感上的正向伏秒一定等于有源开关截止时加在该电感上的反向伏秒。

是不是觉得有点难理解，接着往下看其公式推导过程。

伏秒平衡方程推算过程：

电感的基本方程为：V(t)=LdI(t)/dt,即电感两端的电压等于电感感值乘以通过电感的电流随时间的变化率。

根据上述方程，可得dI(t)=1/L∫V(t)dt,对于稳态的一个功率变换器，其应保证在一个周期内电感中的能量充放相等，反映在V-t图中即表示在一个周期内其面积之和为0，所以得出电感电压伏秒平衡定律。此处可参考： DC/DC电源详解 第8页(如果此处还无法理解，可先阅读下面开关电源三种基本拓扑的工作原理)。

扩展资料：

1、当一个电感突然加上一个电压时，其中的电流逐渐增加，并且电感量越大，其电流增加越慢；

2、当一个电感上的电流突然中断，会在电感两端产生一个瞬间高压，并且电感量越大该电压越高；

3、电容的基本方程为：I(t)=dV(t)/(Cdt)，当一电流流经电容时，电容两端电压逐渐增加，并且电容量越大电压增加越慢；

2、开关电源三种基本拓扑

21、BUCK降压型

图1 BUCK型基本拓扑简化工作原理图

图2 电感V-t特性图

BUCK降压型基本拓扑原理如图1所示，其电感L1的V-t特性图如图2。

当PWM驱动MOS管Q1导通时，忽略MOS管的导通压降，此时电感两端电压保持不变为V in -V o ，根据电感的基本方程：V(t)=L dI(t)/dt,电感电流将呈线性上升，此时电感正向伏秒为：V T on =(V in -V o )T on。

当PWM驱动MOS管Q1截至时，电感电流经过续流二极管D1形成回路(忽略二极管压降)且电感电流不发生突变，同样电感两端电压也保持不变为V o ,方向与(V in -V o )相反，电感电流呈线性下降，此时电感反向伏秒为：V T off =Vo (T s -T on )，T s 为PWM波形周期。

根据电感电压伏秒平衡定律可得：(V in -V o ) T on =V o (T s -T on )

即 V o =D V in (D为占空比)

22、BOOST升压型

图3 BOOST型基本拓扑简化工作原理图

图3是BOOST升压型基本拓扑的简化原理图，其分析方法和BUCK电路分析类似。

当PWM驱动MOS管导通时，此时电感的正向伏秒为：V in T on;

当PWM驱动MOS管截至时，此时电感的反向伏秒为：(V o - V in )(T s -T on )。

根据电感电压伏秒平衡定律可得：V in T on =(V o - V in ) (T s -T on )

即 V o =V in /(1-D)

23、BUCK-BOOST极性反转升降压型(该电路中二极管方向反了)

图4 BUCK-BOOST型基本拓扑简化工作原理图

BUCK-BOOST电路分析方法和上面两种类型的基本拓扑分析方法相同，当MOS管导通时，电感的正向伏秒为：V in T on ；当MOS管截止时，电感的反向伏秒为：-V o (T s -T on )。

根据电感电压伏秒平衡定律可得：V in T on =-V o (T s -T on )

即 V o =-V in (D/(1-D))

扩展资料

1、DC/DC电源芯片主要是通过反馈电压与内部基准电压的的比较，从而调节MOS管的驱动波形的占空比，来保证输出电压的稳定。

2、同步整流技术

由于二极管导通时多少会存在管压降，因此续流二极管所消耗的功率将会成为DC/DC电源主要功耗，从而严重限制了DC/DC电源芯片效率的提高。为解决该问题，以导通电阻极小的MOS管取代续流二极管，然后通过控制器同时控制开关管和同步整流管，要保证两个MOS管不能同时导通，负责将会发生短路。

图5 带同步整流的BUCK电路

二、DC/DC电源调制方式

DC/DC电源属于斩波类型，即按照一定的调制方式，不断地导通和关断高速开关，通过控制开关通断的占空比，可以实现直流电源电平的转换。DC/DC电源的调制方式有三种：PWM方式、PFM方式、PWM与PFM的混合方式。

1PWM(脉冲宽度调制)

PWM采用恒定的开关频率，通过调节脉冲宽度(占空比)的方法来实现稳定电源电压的输出。在PWM调制方式下，开关频率恒定，即不存在长时间被关断的情况。

优点：噪声低、效率高，对负载的变化响应速度快，且支持连续供电的工作模式。

缺点：轻负载时效率较低，且电路工作不稳定，在设计上需要提供假负载。

2PFM(脉冲频率调制)

PFM通过调节开关频率以实现稳定的电源电压的输出。PFM工作时，在输出电压超过上阈值电压后，其输出将关断，直到输出电压跌落到低于下阈值电压时，才重新开始工作。

优点：功耗较低，轻负载时，效率高且无需提供假负载。

缺点：对负载变化响应较慢，输出电压的噪声和纹波相对较大，不适合工作于连续供电方式。

三、DC/DC芯片的内部构造

接下来我们来看看DC/DC电源芯片内部的单元模块，并且给大家看看基本拓扑与电源芯片的联系，先来看一个图。

图6 DC/DC电源芯片内部构图

1、误差放大器：误差放大器的作用就是将反馈电压(FB引脚电压)与基准电压的差值进行放大，然后再用该信号去控制PWM输出信号的占空比。

2、温度保护：当温度高于限定值，芯片停止工作。

3、限流保护：如果电流比较器的电阻上的电流过大，输出就会降低，直到超过下限阈值，电源芯片就会出现打嗝现象。这个模式可以在输出发生短路的情况下很好地保护芯片，保护稳压管，一旦过流现象消除，打嗝也会消除。

4、软启动电路：用于电源启动时，减小浪涌电流，使输出电压缓慢上升，减小对输入电源的影响。

四、DC/DC电路的硬件设计参数选择标准

1设置输出电压：先选择合适的R2,R2过小会导致静态电流过大，从而导致加大损耗；R2太大会导致静态电流过小，而导致FB引脚的反馈电压对噪声敏感，一般在datasheet中有推荐值范围参考。选定R2，根据输出电压计算R1的值，R1=((V out -V ref )/V ref )R2。

2电感：电感的选择要满足直到输出最小规定电流时，电感电流也保持连续。在电感选取过程中需要综合考虑输出电流、纹波、体积等多个因素。较大的电感将导致较小的纹波电流，从而导致较低的纹波电压，但是电感越大，将具有更大的物理占用面积，更高的串联电阻和更低的饱和电流。一般在芯片的datasheet中会有相应的计算公式。

3输出电容：输出电容的选择主要是根据设计中所需要的输出纹波的要求来进行选取。

电容产生的纹波:相对很小，可以忽略不计;

电容等效电感产生的纹波:在300KHz~500KHz以下，可以忽略不计；

电容等效电阻产生的纹波：与ESR和流过电容电流成正比，该电流纹波主要是和开关管的开关频率有关，基本为开关频率的N次谐波，为了减少纹波，让ESR尽量小。

出处： >vivo手机没有A85这个型号的手机，只有vivo y85这种型号手机。vivo y85存储空间不足可以插一张256GB的SD卡呀！ROM容量
32GB/64GB
6553张
2730首
存储卡 MicroSD卡
扩展容量 256GB
如果是运行空间不足。那百分之百没有办法扩大的。因为这个手机的cpu处理只能带动4GB的运行内存。

双模5G影像旗舰X30系列有X30&X30 Pro两款机型，主要参数一致，X30 Pro影像拍照硬件和功能更强，其主要区别是： 后置：X30 Pro为6400万超清四摄，配备潜望式长焦镜头+OIS光学防抖+色温传感器，支持60倍超级变焦、超级月亮模式、5倍光学变焦；

X30为6400万超清三摄，不支持以上功能； 指纹：X30 Pro是GX屏幕指纹方案，X30是G30屏幕指纹方案； 标配：X30 Pro标配XE710耳机，X30标配XE160耳机 两款机整体外观和主要功能相似，时尚靓丽，双模5G、硬件配置也都十分出色。可以根据喜好下单购买，也可以打开这个链接进入了解下网页链接

vivoy76s手机处理器的CPU部分从vivot1的2个A76核心升级为4个A76核心，频率最高可以达到236GHz，剩下的A55核心频率也维持了相同的水平。
vivoy76s手机比vivot1手机好一点，vivoy76s手机处理器的安兔兔评测跑分超过45021分，vivoy76s手机处理器依然采用7nm工艺打造，单核跑分超过2501分，最高主频率是29ghz。
vivoT1配色有曜影黑、电光青，共有三种配置版本，内存和储存分别为：8+128GB、8+256GB、12+256GB。骁龙778G处理器、5000mAh大电池、44w闪充、旗舰级VC液冷散热模组等高配硬件亮相T馆秀，在2千价位上有着鲜明特色。

屏幕
荣耀80 GT虽然用的是直面屏，但它却是一块667英寸的AMOLED柔性材质，品质并没有让人失望。从参数上来看，该屏幕不仅支持 107亿色彩显示，覆盖100% DCI-P3影院级广色域，拥有 5000000:1对比度，1400nit局部峰值亮度与1000nit全局峰值亮度。同时，它还支持最高120Hz智能刷新率、300Hz触控采样率，支持类自然光护眼、2160Hz高频 PWM调光等护眼功能，屏幕素质妥妥的高端旗舰配置。
vivo S16 Pro屏幕采用了678英寸10亿色超感屏，屏幕分辨率为FHD+级别，像素密度388PPI，显示清晰度完全没有问题。刷新率最高支持120Hz，支持刷新率自动调节，兼顾了显示流畅性和屏幕省电。
这块屏幕的显示素质表现相当好，实测峰值亮度能达到1200nit，室外环境看HDR视频毫无压力。标准模式实测具备106%的P3色域，艳丽模式具备1135% P3色域，屏幕素质完全对得起手机定位。
处理器
荣耀80 GT创新了“超帧双芯”电竞级组合。首先它搭载骁龙 8+旗舰芯片，该芯片采用先进的4nm工艺制程，本就被高通调教的性能强功耗低。同时，该机还设计了独显芯片，专门为超能游戏体验打造，从超帧、低功耗、软硬联调三大方面进一步优化调教。
除此之外，荣耀80 GT还配备满血版LPDDR5高速运存和超频版UFS 31高速存储的顶级组合，支持最高 19GB 智慧运存扩展，外加全新冰封冷驱散热系统，层层强化后这硬件实力已经非同一般，比那些只有骁龙8+旗舰芯的性能机明显更给力。
vivo S16 Pro采用了天玑8200+LPDDR5+UFS 31的性能铁三角，主要的升级点其实是在处理器方面。天玑8200处理器可不是个简单的升级版，它采用更先进的4nm工艺技术，光是这一点就比天玑8100领先很多了。
天玑8200在CPU架构上也有所改变，从之前的4+4升级为1+3+4，把一颗A78大核升级成为超大核。超大核主频高达31GHz，具备更强的单核性能，3颗大核主频也提升到30GHz，性能的提升很明显。
摄像头
荣耀80 GT主摄像头是5400万像素的IMX800传感器，然后还有一颗800万像素超广角摄像头和一颗200万像素微距摄像头，前置的是1600万像素自拍镜头。
vivo S16 Pro主摄采用了5000万像素定制IMX 766V，这点与S15 Pro没有变化，值得注意的是，vivo方面为这颗镜头添加了OIS光学防抖模组，在暗光环境中具备更长的安全曝光时间，进光量与成片率显著提升。视频拍摄上的稳定性提升也相当明显，尤其是在高分辨率拍摄上。
另外两颗后置镜头上，200万像素微距镜头与上一代一样，超广角镜头规格有升有降，传感器尺寸降低到1/4英寸，像素数为800万，视角范围提高到了120度。
电池续航
荣耀80 GT内置了4800Ah大容量电池，支持66W有线超级快充。
vivo S16 Pro内置了4600mAh电池，支持66W有线快充。
价格
荣耀80 GT
12GB+256GB报价：3299元。
16GB+256GB报价：3599元。
vivo S16 Pro
12GB+256GB：3299元
12GB+512GB：3599元
综上所述，荣耀80 GT和vivo S16 Pro由于属于同一价位，因此在很多地方是比较相似的，比如价格、电池、快充就基本相同，而主要不同的地方就在于处理器以及摄像头了，前者是荣耀80 GT更有优势，后者则是vivo S16 Pro更加能打。

OPPO K5 首发 OPPO VOOC 40 闪充技术，可谓来势汹汹，OPPO K 系列算是一个年轻的产品线，能够有如此高的知名度，离不开「性价比」这三个字。OPPO K5 也延续了前代的优良传统，性能再度升级，将目光瞄准到高通今年新发布的中端处理器上。骁龙 730G 可以说是专为游戏而生的产品，支持部分 Snapdragon Elite Gaming 特性。包括性能更强的 Adreno 618 GPU，与骁龙 730 相比，图形渲染速度提升 15%。综合性能与前代旗舰处理器骁龙 835 相当，江湖人称「小 855」。用 OPPO K5 来玩游戏，自然没有压力。在《王者荣耀》中，即使特效全开，画质与分辨率都开到最高，OPPO K5 也可以轻松获得 60 帧左右的流畅度。而在吃鸡游戏《和平精英》当中，相信许多玩家都不会满足于官方限制的 30 帧。我们使用特殊方法，开启 HDR 高清和极限帧率。发现 OPPO K5 的游戏体验要比搭载骁龙 710 的竞品要好上不少。之前出现卡顿的情况，例如跳伞降落、被攻击时开q，都有所改善。响在 OPPO K5 预装的 ColorOS 61 系统中，推出了「双通道网络加速」和「双 Wi-Fi 网络加速」这两个功能，前者可以同时使用 Wi-Fi 和数据流量的网络，后者则可以连接两个不同频段的 Wi-Fi。不仅网速更快，网络也会更加稳定。此外，之前一些旗舰机才有的特性，这次 OPPO 也下放到了 K5 上，例如全功能 NFC；不知不觉，OPPO Pay 支持的公交卡数量已经达到 18 张，而且还支持迁移的功能。又例如，双频 GPS，大大提升手机定位的精准度。可能这些功能并不起眼，但它确实能够影响用户的生活方式。快充，一直是 OPPO 的强项，早在 2014年，OPPO 就推出了 VOOC 闪充技术，直接推动了整个手机行业充电速度的发展。如今，快充已经成为了千元以上手机的标配功能，消费者对手机的依赖性也越来越高。怎么让充电速度更快，是目前各大厂商需要解决的问题。前段时间，OPPO 发布了 VOOC 40 闪充技术，功率提升至 30W，充电速度相比上代提升 12%，虽然不多，但也算是一种进步。让人惊讶的是，首发这项技术的竟然是 OPPO K5 这款千元机，由此见得 OPPO 对这产品的重视程度。升级 VOOC 40 后的充电头发生了比较大的变化，充电线也是重新定制的，能够承受 6A 的电流。将 OPPO K5 的电量从 0% 充到 100% 耗时 66 分钟，30 分钟能够从充入 67% 的电量，已经足够度撑过半天的时间。OPPO K5 电池容量更大，达到 4000 mAh。经过我五个小时的续航测试之后，剩余电量为 53%，续航成绩的确不错。即便是重度使用一天应该也不成问题。除了更强的性能，更大的电池以及更快的充电，OPPO K5 还带来了更强的拍照功能。当千元机还在抱团采用索尼 4800 万像素的 CMOS 时，OPPO 已经将目光转向到 6400 万像素的 CMOS 上。来自三星的 ISOCELL GW1 Bright GW1，具有 6400 万有效像素，传感器尺寸达到 1/17 英寸，像素四合一可以生成 1600 万像素，单位像素尺寸为 16μm 的照片。配合 800 万像素的超广角镜头，可以覆盖更多的拍摄环境。其次在夜景拍摄上，OPPO K5 的夜景模式得到了提升，将拍摄时间缩短至 2s - 25s 左右，提升用户体验。模目前市面上有不少千元机都采用了四摄方案，更多的摄像头，可以提供更多的拍照功能。OPPO K5 的方案是，除了主摄以及超广角镜头，还加入了两颗人像镜头，一颗黑白，一颗复古，给人像拍摄增添一份乐趣。关于 OPPO K5 的外观，这是很传统 OPPO 风格，正面一块 641 英寸的 AMOLED 水滴屏，具备屏下指纹功能，背后是 3D 玻璃材质的盖板。由于取消了升降机械结构，重量只有 182g，机身厚度也缩减到了 86mm，整体体积比上代更小，也更轻，握持的手感也更好了。即便这只是一台千元机，OPPO 依然展示了自己的丰富的配色经验，OPPO K5 官方提供了三种配色，分别是赛博金属、奇幻森林和极地阳光。而我手上的是赛博金属的版本，如大家所见，这是一种从上到下由蓝色转向银色的渐变色，侧边的中框也是这种风格。机身背后左上角有四摄模组，右下角有 LOGO，形成中心对称风格。假如你仔细观察的话，在光线充足的环境下，机身左下角会出现放射性的条纹，让机身背后富有金属光泽。将玻璃打造出亮面金属的质感，这还是第一次见到。OPPO K5 并不是单纯得取消升降结构，还将多出来的成本，升级了电池、充电和芯片的性能，任何为了体验而做出的外观妥协都能不说是倒退，而是另一种选择。由此可见，在 OPPO K5 上市之后可以与前代产品形成一个互补，满足更广阔的消费群体。

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