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一了解用電環(huán)境
要選擇正確的電源管理組件，您必須首先了解應(yīng)用程序的環(huán)境條件，如系統(tǒng)的輸入和輸出特性等。以下是需要考慮的一些因素：
它是交流電源還是直流電源？

使用直接電源時(shí)是USB供電還是電池供電？
輸入電壓是高于還是低于您想要的輸出電壓？
所需的負(fù)載電流是多少？
負(fù)載噪聲是否敏感，是否需要恒定電流（如LED應(yīng)用），還是需要可變電流？

有足夠的安裝空間嗎？更小的封裝提供更大的功率。
不同的應(yīng)用具有獨(dú)特的需求，需要專門的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和功率管理IC。低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）、DC/DC開關(guān)轉(zhuǎn)換器和其他無處不在的IC都在其中。降壓轉(zhuǎn)換器（buck）、升壓轉(zhuǎn)換器（boost）和升壓/降壓轉(zhuǎn)換器是三種類型的DC/DC開關(guān)轉(zhuǎn)換器（buck-boost）。

在構(gòu)建電路（VIN-VOUT）時(shí)，首先要考慮輸入輸出電壓差。其次，根據(jù)應(yīng)用程序的特定需求，如效率、熱限制、噪聲、復(fù)雜性和成本，選擇最佳的電源管理芯片（IC）。


二VOUT小于VIN時(shí)有一個(gè)選項(xiàng)
當(dāng)VOUT小于VIN時(shí)，在選擇LDO或Buck時(shí)，所需的輸出電流和VIN/VOUT比是需要考慮的關(guān)鍵參數(shù)。
（1） 為低VIN/VOUT應(yīng)用程序選擇LDO
LDO線性穩(wěn)壓器（Low Dropout Linera Regulator）通過以線性方式控制通過元件的導(dǎo)通來調(diào)節(jié)輸出電壓。它提供了精確且無噪聲的輸出電壓，并且可以快速響應(yīng)輸出端的負(fù)載變化。因此，它非常適合低噪聲、低電流和低VIN/VOUT應(yīng)用。
在選擇LDO時(shí)，請(qǐng)考慮輸入和輸出電壓范圍、LDO的電流水平以及封裝的散熱能力。VIN-VOUT在可配置范圍內(nèi)的最小電壓稱為LDO電壓差。
在微功率應(yīng)用中，LDO靜態(tài)電流IQ必須足夠低，以避免不必要的電池消耗；這樣的應(yīng)用需要特定的低靜態(tài)電流IQ低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）。
然而，線性調(diào)節(jié)意味著由線性調(diào)節(jié)器的通過元件耗散的功率等于輸入和輸出之間的電壓差乘以平均負(fù)載電流。過高的額外功率損耗是由高VIN/VOUT比和高負(fù)載電流引起的。功耗增加的低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）需要更大的封裝尺寸，這增加了成本、PCB空間和熱能消耗。

圖.1 LDO基本電路圖
當(dāng)LDO功耗超過~0.8W時(shí)，明智的做法是改用降壓轉(zhuǎn)換器作為替代方案。

（2） VIN/VOUT為高時(shí)選擇降壓轉(zhuǎn)換器

降壓調(diào)節(jié)器是開關(guān)降壓轉(zhuǎn)換器，當(dāng)VIN/VOUT比和負(fù)載電流都高時(shí)，它可以提供高效率和靈活性的輸出。降壓轉(zhuǎn)換器（Bucks）也被稱為降壓調(diào)節(jié)器（降壓調(diào)節(jié)器）和降壓開關(guān)調(diào)節(jié)器，因?yàn)樗鼈兊膽?yīng)用范圍很廣（DC-DC降壓開關(guān)穩(wěn)壓器）。這三個(gè)術(shù)語都指同一項(xiàng)目。
在大多數(shù)降壓轉(zhuǎn)換器中，內(nèi)部高側(cè)MOSFET和低側(cè)MOSFET用作同步整流器，并且內(nèi)部占空比控制電路交替地導(dǎo)通和截止（on/off）以調(diào)節(jié)平均輸出電壓?？梢允褂猛獠縇C濾波器來過濾由切換產(chǎn)生的噪聲。

圖2降壓轉(zhuǎn)換器基本電路圖
由于兩個(gè)MOSFET交替導(dǎo)通和截止，因此功耗較低。可以控制占空比以提供具有更高VIN/VOUT比的輸出。內(nèi)部MOSFET的導(dǎo)通電阻RDS（on）決定降壓轉(zhuǎn)換器的電流處理能力，而MOSFET的額定電壓決定最大輸入電壓。輸出處的紋波電壓的量由開關(guān)頻率和外部LC濾波器組件確定；在具有較高開關(guān)頻率的降壓轉(zhuǎn)換器中使用的濾波器組件可以更小，但是由開關(guān)引起的功耗將增加。

在輕負(fù)載情況下，具有脈沖跳躍模式（PSM）的降壓轉(zhuǎn)換器降低了其開關(guān)頻率，從而提高了效率。對(duì)于需要低功耗待機(jī)狀態(tài)的應(yīng)用程序，此功能至關(guān)重要。
一些特定的降壓拓?fù)?，如ACOT，提供了非?？焖俚沫h(huán)路響應(yīng)，非常適合需要非?？焖俚呢?fù)載瞬態(tài)響應(yīng)的電源應(yīng)用，如DDR、Core SoC、FPGA和SIC。


三當(dāng)VOUT高于VIN時(shí)，選擇升壓轉(zhuǎn)換器
在VOUT大于VIN的情況下，使用升壓調(diào)節(jié)器將輸入電壓升壓到更高的輸出值。電感器通過內(nèi)部MOSFET充電，當(dāng)MOSFET關(guān)閉時(shí)，電感器會(huì)通過整流器放電到負(fù)載。當(dāng)電感器充電和放電時(shí)，電感器電壓反轉(zhuǎn)，使輸出電壓升高到VIN以上。
升壓轉(zhuǎn)換器的常用電路包括電感器、功率MOSFET、整流二極管、控制IC以及輸入和輸出電容器。典型的改造設(shè)置包括兩個(gè)MOSFET，其中一個(gè)取代整流二極管，并在電源開關(guān)關(guān)閉時(shí)打開。
MOSFET具有降低的電壓降，這在提高調(diào)節(jié)器效率的同時(shí)最大限度地減少了功耗。
升壓比VOUT/VIN由MOSFET開關(guān)的ON/OFF占空比決定，占空比也由反饋回路控制，以保持恒定的輸出電壓。輸出電容器充當(dāng)緩沖器，減少輸出電壓紋波。最大負(fù)載電流由MOSFET電流絕對(duì)最大額定值和升壓比確定，而最大輸出電壓由MOSFET電壓絕對(duì)最大額定值來確定。為了實(shí)現(xiàn)同步整流的效果，某些升壓轉(zhuǎn)換器將整流器與MOSFET合并。

圖3升壓轉(zhuǎn)換器基本電路示意圖

四當(dāng)輸入電壓不確定時(shí)選擇降壓-升壓轉(zhuǎn)換器
在輸入電壓變化（低于或高于輸出電壓）的應(yīng)用中，使用升壓-降壓調(diào)節(jié)器。當(dāng)VIN大于VOUT時(shí)，四個(gè)內(nèi)部MOSFET開關(guān)自動(dòng)設(shè)置為降壓轉(zhuǎn)換器，當(dāng)VIN小于VOUT時(shí)它們轉(zhuǎn)換為升壓操作。這使得降壓-升壓轉(zhuǎn)換器適用于電池供電的應(yīng)用，特別是當(dāng)電池電壓低于調(diào)節(jié)輸出電壓時(shí)，這有助于延長電池壽命。由于四開關(guān)降壓-升壓轉(zhuǎn)換器在完全同步模式下操作，因此獲得了更高的效率。降壓模式比升壓模式具有更高的輸出電流能力，因?yàn)樯龎耗Ｊ皆谙嗤呢?fù)載條件下需要更多的開關(guān)電流。

最大輸入和輸出電壓范圍由MOSFET的絕對(duì)最大額定電壓決定。在輸出電壓不需要參考地的情況下，例如LED驅(qū)動(dòng)器，可以使用僅具有單個(gè)開關(guān)和整流器的降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。輸出電壓通常與VIN有關(guān)。

圖4帶四個(gè)內(nèi)部開關(guān)的降壓-升壓轉(zhuǎn)換器
上面描述的四種轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被大多數(shù)功率管理組件所使用。外部MOSFET模式可以考慮用于一些特定的應(yīng)用，例如那些需要非常大的開關(guān)電流（例如＞10A）的應(yīng)用。專用電源監(jiān)控IC可用于監(jiān)控電源過電壓或欠電壓條件。