目前最常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)渲皇墙祲盒烷_(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。降壓穩(wěn)壓器IC通常采用內(nèi)置控制器和集成FET進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換。不僅如此，降壓穩(wěn)壓器IC還可應(yīng)用到各類設(shè)計(jì)中，如反相電源、雙極性電源以及單個(gè)或多個(gè)獨(dú)立電壓輸出的隔離電源。本文介紹了各種降壓穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)，闡釋它們的工作原理，并討論實(shí)現(xiàn)這些設(shè)計(jì)需要考慮的實(shí)際因素。
 
采用降壓穩(wěn)壓器IC的降壓轉(zhuǎn)換器
瑞薩電子ISL8541x系列降壓穩(wěn)壓器IC具有集成的上管和下管FET、內(nèi)部啟動(dòng)二極管和內(nèi)部補(bǔ)償，可最大限度地減少外部元件數(shù)量，實(shí)現(xiàn)非常小尺寸的整體解決方案。此外，該系列穩(wěn)壓器IC具有3V~40V的寬輸入電壓范圍，可支持多節(jié)電池和各種穩(wěn)壓電壓輸出。本文將以ISL85410降壓穩(wěn)壓器IC為例詳細(xì)解釋各種應(yīng)用設(shè)計(jì)。
 
電源設(shè)計(jì)中，當(dāng)所需電壓低于系統(tǒng)中的可用電壓時(shí)，則需要使用降壓轉(zhuǎn)換器。例如，采用12V電池作為輸入電壓的系統(tǒng)，需要輸出5V、3.3V或1.2V電壓，以便為微控制器、I / O、存儲(chǔ)器和FPGA供電。通過(guò)有效地將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓，降壓轉(zhuǎn)換器可延長(zhǎng)系統(tǒng)內(nèi)的電池壽命、減少散熱并提高可靠性。圖1為使用ISL85410降壓穩(wěn)壓器IC的降壓轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化原理圖。
 
 
輸出電壓與輸入電壓具有相同的極性，連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM）中的電壓轉(zhuǎn)換率可表示為：
 

（1）                                                      

  

其中D是占空比，范圍從0到1，表示輸出電壓（VOUT）始終小于或等于輸入電壓（VIN）。
 
采用降壓穩(wěn)壓器IC的反相電源
雖然電子系統(tǒng)通常使用正電壓，但有時(shí)也需要使用負(fù)電壓。在這種情況下，需要反相電源用正輸入生成負(fù)電壓。為滿足這些應(yīng)用需求，比較常見(jiàn)的解決方案之一是使用反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。
 
圖2比較了降壓轉(zhuǎn)換器與反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的功率級(jí)，表明可以通過(guò)切換FET Q2和電感L1來(lái)獲得反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。這種拓?fù)渥兓瘯?huì)產(chǎn)生不同的電壓轉(zhuǎn)換比和輸出電壓的反相極性：
 

（2）                                              

  

在反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器中，輸出電壓幅度可以高于或低于輸入電壓，并且輸出電壓相對(duì)于輸入電壓源的接地是負(fù)的。
 

  

 

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