本文介绍了稳压式和非稳压式 DC/DC 转换器之间的区别，重点介绍了每种类型的优点和局限性。.
在直流/直流转换器中，“稳压”指的是什么？
直流/直流转换器用于将一个直流电压电平转换为另一个直流电压电平，通常采用开关或线性方式。术语“稳压”指的是转换器在输入电压或负载电流波动的情况下保持输出电压恒定的能力。
非稳压转换器设计简单，主要由变压器（用于隔离）、整流器和滤波器组成。由于缺乏反馈控制，其输出电压与输入电压和负载电流成正比。当输入电压升高或负载电流降低时，输出电压往往会升高，反之亦然。而
稳压转换器则具有反馈控制回路，可以持续监测输出电压，并调整开关占空比或控制元件以维持输出稳定性。
无论是通过线性稳压还是开关拓扑（例如降压、升压或隔离式正激/反激），其目标都是相同的：测量、比较和校正。现代系统中对电压稳压的需求不容低估，因为许多子系统都依赖于稳定的直流电源。
对比概览
何时使用各种类型的
稳压直流/直流转换器：以下情况应使用稳压直流/直流转换器
：输入电压波动：电池供电和可再生能源系统经常面临较大的电压波动。稳压转换器可确保下游电子设备获得恒定的电压，不受电源电压波动的影响。
负载敏感：微控制器、通信模块和模拟传感器需要精确的电压才能正常工作，避免故障或数据损坏。
多个负载共用一个转换器：在电流波动的分布式系统中保持电压稳定可以减少电路间的交叉干扰。
存在长电缆或环境变化：电缆电阻或温度相关的元件移动引起的电压降会影响供电精度。稳压转换器可以自动补偿这些影响。
在以下情况下可使用非稳压直流/直流转换器：
输入和负载相对稳定：例如，固定的工业直流母线可以容忍轻微的电压波动，同时为稳定的负载供电。
±10%–20% 的电压容差是可以接受的：直流电机、螺线管和电阻加热器等设备可以在此范围内正常工作。
成本、简易性和尺寸是优先考虑的因素：非稳压转换器元件更少，没有反馈电路，因此通常尺寸更小，在轻负载下效率更高。
瞬态特性已得到充分了解：在低功率或非关键应用中，开关或负载变化期间的电压变化可以忽略不计。
两种类型的转换器都有其用途。稳压设计提供更稳定、更可预测的输出，而当低成本和简易性比精度更重要时，非稳压版本仍然具有吸引力。最佳选择取决于您的系统在不影响性能的情况下可以承受的电压变化量。
关键选择标准：
稳压式和非稳压式DC/DC转换器的选择不仅仅取决于额定输出电压。工程师必须在实际应用中检验每种设计的性能。
输入电压范围：确定电源电压在正常和瞬态运行期间的波动幅度。车辆和电池系统的电压波动范围可能很大，有时从9V到36V不等，因此需要稳压式转换器来维持稳定的5V或12V电源轨。
负载特性：非稳压式设计可能适用于恒流或阻性负载。然而，动态或数字负载会产生快速电流脉冲，在没有主动稳压的情况下会导致电压骤降。
精度和纹波要求：精密电子设备和数据敏感电路需要毫伏级的稳定性和最小的纹波。这只有使用带有适当滤波的稳压式DC/DC转换器才能实现。
效率目标：虽然非稳压式设计由于转换级数较少而看起来效率更高，但结合了同步整流和现代集成控制电路的稳压式转换器现在可以实现超过90%的效率，即使是小型转换器也是如此。
环境条件：温度波动会导致非稳压转换器的输出电压出现明显的漂移。相比之下，稳压转换器能够自动校正这些漂移，在各种条件下保持稳定的电压。
预算和尺寸限制：在以成本为导向或大批量生产的设计中，如果性能上的微小损失可以接受，通常会选择非稳压转换器。然而，在关键系统中，故障或停机的风险往往超过了稳压转换器在价格上的微弱优势。
安全裕度：评估转换器如何应对启动浪涌、短暂的线路尖峰和突发的负载变化。设计应在其整个工作范围内保持稳定和可预测。
现代设计考量：
半导体控制、数字反馈和功率 MOSFET 技术的进步模糊了稳压转换器和非稳压转换器之间的界限。许多小型、经济高效的稳压模块如今能够达到与非稳压器件相当的出色效率和低噪声水平，但电压管理性能却显著更优。
同时，在鲁棒性比稳定性更重要的应用中，非稳压转换器仍然表现出色。例如，指示灯、基本传感器或低成本物联网节点通常需要的是最小电路和长寿命，而不是低于 1% 的精度。
在许多情况下，会采用混合方法来平衡成本和精度。例如，可以使用非稳压转换器提供主电源电压，而输出端的低压差线性稳压器则用于平滑最终电压。
结论：
DC/DC 转换器的稳压本质上是一个控制与简易性之间的权衡问题。稳压转换器能够在输入和负载发生较大变化时保持恒定电压，从而确保敏感电子系统性能的精确性和可预测性。
非稳压转换器牺牲了一些精度，换取了效率、紧凑性和成本效益，因此适用于电压容差要求较高且系统负载稳定的应用。
最佳设计方案取决于三个关键因素：输入源的波动性、电压精度对系统性能的重要性，以及预算和空间允许的复杂程度。Traco
Power 提供一系列稳压和非稳压 DC/DC 转换器，旨在为工业、医疗和通信应用提供长期性能、稳定性和可靠性。
Traco Power产品管理负责人 Simeon Tremp。
