1.DC-DC工作原理
DC-DC 是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置 • 线性型 – 从电源向负载连续输送功率 – 传输能量器件（如晶体管、场效应管）其负责调节从电源至负载的电流流动）工作于线性区 • 开关电源型 – 以脉宽方波的形式从电源向负载输送功率 – 开关元器件周期性的开通和关断 （根据控制技术不同有定频 , 变频 , 混合型）
线性稳压器
应用：
•
要求极低纹波和噪声的射频或高精度模拟（测量非常小的电压）电路
•
VIN 和 VOUT 的压差较小的应用或者压差大电流小
•
需要一个电压精度比较高的应用
•
要求针对负载的快速变化实现快速瞬态响应的FPGA 或多内核处理器
优点：
•
低输出纹波和噪声
•
面对大的负载变化，可在 VOUT 上实现快速瞬态响应
•
低成本（简单，外部器件少，多用于小功率）
•
极少的外部组件使得线性稳压器易于设计
•
由于线性稳压器不工作在开关模式，不会有开和关的电压电流跳变，无噪声源，无需担心EMI问题
•
易于实现短路保护
缺点：
•
要求极低纹波和噪声的射频或高精度模拟（测量非常小的电压）电路
•
VIN 和 VOUT 的压差较小的应用或者压差大电流小
•
需要一个电压精度比较高的应用
•
要求针对负载的快速变化实现快速瞬态响应的FPGA 或多内核处理器
开关电源：
应用：
•
要求高效率
(
输入功率与输出功率之差极小
)
的应用
•
具有极高环境温度的应用（例如：工业和汽车）
•
VIN
高于、等于、小于
VOUT
负压出的应用
(
此拓扑正压出需隔离，或者由升压变换器变换为Vo
负极加于输入的正极)
•
高功率密度场合
•
要求高输出功率的应用
优点：
•
由于稳压是通过将能量转入电感器或从电感器转 出来完成的（而不是通过稳压器来消耗功率），因 此：
– 可获得较高的效率
– 通过稳压器耗散的功率较低，故只需一个较小的散热器即可。
– 开关电源拓扑允许VOUT高于、低于或等于 VIN
– 高功率/cm2
– 可允许较宽的输入电压范围
•
可提供隔离（利用变压器 转为反激变换器）
•
可提供多个输出（利用变压器多绕组输出）
缺点：
•
需要将电流周期性通过开关管，电压产生周期性的 尖峰震荡，并且电流通过电感，因此会：
–
产生电磁干扰
(EMI
，
DM
，
CM
，
RFI
）
–
导致输出对负载瞬变的响应速度减慢
–
产生较高的输出纹波和噪声
•
更多的外部组件和设计变量使开关电源难于设计
2.线性稳压器类型
•
线性稳压器中的元件可以是双极型晶体管或
MOSFET
。不同的配置将产生不同的压降电压
•
双极型线性稳压器具有较高的压降电压，并能支持较高的输入电压且拥有更好的瞬态响应。
• MOSFET LDO
能支持非常低的压降、低静态电流、改善的噪声性能和低电源抑制。
3.开关电源的类型
4.整流方式
非同步整流：
•
轻载效率高
•
不适应大电流工作
•
适合高压降压电路设计
•
抗干扰特性较好
同步整流：
•
满载效率高
•
适应中低电压工作
•
适合低压大电流电路设计
低电压 低占空比
,
续流管导通更长时间
•
抗干扰特性较好
5.调制方式
•
PWM
方式
PWM
方式，可称之为定频调宽，即开关频率保持恒定，而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
•
PFM
方式
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。
•
PSM
方式
PSM
方式，可称之为定频定宽。其驱动信号的频率与宽度都保持恒定，只是，当负
载为最重的情况时，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。
6.调制方式的优缺点
7.工作模式
非同步
DCDC
工作在哪种模式，取决于拓扑和输出功率，输入电压和输出电压的大小。
CCM
，连续导通模式，一个开关周期内电感电流＞
0
。
DCM
，断续导通模式，一个开关周期内电感电流
≥ 0
。
BCM
，临界导通模式，
CCM
切换到
DCM
经历的模式。
8.参数设计
反馈电阻选择
功率电感选择
电容选择
电容选型
自举电容作用
•
在
Nmos
为上管的
Buck
电路中，需要以
SW
为基 准的5V
电压为上管提供驱动能量，自举电容就
是用来提供这个驱动电源。
•
电容从
10nF~1uF
不等，各芯片要求不同。
•
串联
50ohm
以内的电阻减弱开关驱动能力， 可以用来减缓芯片的上升沿斜率，优化EMI
。
其它
•
软启动：
控制输出电压上升速度，可以减小输入冲击电流，调整时序。
•
补偿电路
1
、
R3
的大小跟带宽成正比
,
而带宽一般选择在开关频率的十分之一或者更小
;
而 带宽太大则会影响到系统的稳定性,
表现在开关波形不稳等
;
而太小则动态特 性变差,
过冲变大
2
、而当
R3
确定后
,
需确定
C3
的值
,R3,C3
共同决定了系统的相位裕量
.
3
、而
C6
是为了消除高
ESR
电容对系统带来的影响
,
特别是高频部分的影响
.
当输 出电容的ESR
相对较大时
,
可以加上
C6
消除其影响
4
、
R3,C3
以及
C6
的计算公式在规格书有详细介绍
5
、特别需要注意的是当占空比很小的时候
,
比如输出
1v
或者
1.2v
时候
,
推荐把 C3加大到
10nf
使得系统更稳定
9.布板设计
（1）红色标识的器件是功率器件，应 尽可能的紧凑
（2）SW
走线应尽量粗而短
,
不要有过孔
（3）输入电容应该靠近芯片的
VIN
脚
（4）模拟地和功率地分开。两者单点连 接。其中COMP, SS, FB,GND
都是连接模拟地。如果有大面积的地，可不分。
（5）反馈线尽量少打过孔
, R1
和
R2
尽量 贴近IC
放置
（6）用敷地来减小噪声
（7）到芯片的
FB
引脚的反馈线要远离
LX 节点，禁止经过电感下面；尽量别打孔
标签：总结,负载,电容,DC,开关,电压,电流,稳压器
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