有的是分立電源（即一個電路一個輸出電壓）
，有的則是集成電源
，例如PMU，存在多個電源輸出，滿足不同的需求。分立與集成各有優點。

 

分立電源電路的優點：單體價格便宜
，電路設計複雜，輸出容易調整
，可輸出大負載能力，散熱好。缺點：占PCB的麵積較大，電源係統總成本可能會高於集成電源電路（具體問題具體分析）


，EMI較差。

 

集成電源電路的優點：輸出電源種類多
，電路設計簡單，器件數量少，所占PCB麵積小，節省空間
，EMI較好。缺點：因集成度高，輸出的功率較小，體積小不容易散熱，嚴重情況會出現燒壞，單體價格較貴。

 

因功率電感在電源設計中屬於非常重要的器件，所以這裏一起介紹。

 

降壓電路設計

 

一般在設計之初工程師提出具體的設計參數
，例如：DC-DC工作頻率、輸入電壓範圍、輸出電壓範圍、輸出最大電流、輸出紋波
、效率

、封裝等。

 

大部分電子設備中存在的電壓為5V、3.3V，CPU小係統可能還存在1.8V、1.2V、或其他電源，在移動通訊中，常用的電源為3.8V。因原理一樣，這裏隻舉例5V和3.3V電源設計。

 

例一：9V轉5V電路設計

 

1） 下圖為Silergy的SY8120型號。具體自查規格書。

 

 

簡單介紹下規格參數：該芯片工作頻率為500KHz
，輸入電壓範圍4.5V~18V，輸出電流為2A，高效率，SOT23-6小封裝。

 

下表紅色部分為主要關注參數。

 

Iq 靜態電流，當輸出空載時芯片自耗電，主要考慮領域為待機功耗。

 

Vref為反饋參考電壓，在芯片內部存在一個比較器，用於輸出調節
，是芯片的主要參數之一
，通過反饋電阻網絡調節輸出電壓。

 

IFB是決定了反饋電阻網絡的取值範圍
，如果此電流設計過大，會造成待機功耗增大，如果設計過小
，反饋失效，導致輸出不正常。

 

上下MOSFET的RDS（on），越小約好，會影響到輸出效率

，靜態功耗。

 

ILIM是上下MOS的de極ji限xian電dian流liu值zhi，很hen多duo廠chang家jia

，這zhe個ge參can數shu隻zhi有you典dian型xing值zhi或huo最zui小xiao值zhi，沒mei有you最zui大da值zhi，其qi實shi是shi為wei了le自zi己ji規gui避bi問wen題ti，在zai設she計ji中zhong
，按an照zhao典dian型xing值zhi或huo最zui小xiao值zhi進jin行xing設she計ji，基ji本ben能neng滿man足zu設she計ji要yao求qiu
，但dan如ru果guo在zai輸shu出chu負fu載zai超chao過guo這zhe個ge值zhi後hou，電dian源yuanIC就會燒毀，上MOS幾率最大。因此如果規格中設置了最大值
，說明這個IC存在過流保護，在設計中是個很好的選擇。

 

VEN，是芯片開關功(gong)能(neng)，一(yi)般(ban)內(nei)部(bu)為(wei)一(yi)個(ge)施(shi)密(mi)特(te)觸(chu)發(fa)器(qi)，高(gao)於(yu)一(yi)個(ge)電(dian)壓(ya)才(cai)能(neng)打(da)開(kai)，小(xiao)於(yu)一(yi)個(ge)電(dian)壓(ya)才(cai)能(neng)關(guan)閉(bi)。在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)，可(ke)能(neng)會(hui)出(chu)現(xian)無(wu)法(fa)關(guan)機(ji)的(de)現(xian)象(xiang)
，因(yin)為(wei)係(xi)統(tong)中(zhong)存(cun)在(zai)較(jiao)多(duo)的(de)電(dian)容(rong)，在(zai)關(guan)機(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)，電(dian)源(yuan)下(xia)電(dian)時(shi)間(jian)等(deng)因(yin)素(su)

，導(dao)致(zhi)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)的(de)存(cun)在(zai)。所(suo)以(yi)重(zhong)點(dian)關(guan)注(zhu)下(xia)電(dian)時(shi)間(jian)點(dian)電(dian)壓(ya)。

 

FSW，為芯片的主要開關頻率
，是電源設計中的非常重要的參數，影響了後麵的輸出電流設計，電感的選型和輸出電容的選擇。

 

 

2） 電源設計電路

 

 

設計電路中，設計基本參數為：VIN大概為9V，輸出電壓為5V，輸出電流1Amax
，紋波小於50mV。

 

圖中分為6個部分，按照序號
，分別為：輸入電容，自舉電容，電感，反饋電阻，輸出電容，緩啟動。

 

框1：一般輸入電容為規格書建議值
，一般為uF級
，用於續流，防止在負載突然增大時，影響前麵的電源
，使前麵的電源出現波動，如果存在高頻濾波電容，需放置在IC附近。

 

框4：設計輸出電壓，要得到約5V的輸出電壓
，因考慮電路中的線損
，輸出略高於5V。根據下麵的公式
，計算得到輸出電壓5.289V。

 

V_out=0.6*(R43/R44)

 

框3：根據規格書中給出的公式計算。電路輸入電壓範圍為7~12V（典型值9V）

，輸出電壓約為5.289V，輸出電流最大約為1A，當輸入電壓為7V時，通過計算得到電感約為6.5uH，當輸入為12V時，計算得電感約為14.8uH，選擇常用的10uH電感。輸入電壓為9V時，根據公式
，輸出的最大電流約為1.09A，基本能滿足要求。電感的額定電流要約為輸出電流的1.5倍，那麼選用額定電流1.68A的電感，能夠滿足要求。

 

 

框2：有的電路外部自舉電路
，而有的則在內部。一般為0.1uf，使上MOS持續導通。

 

框5：輸出電容根據規格書要求最小為22uF
，選用低ESR的MLCC電容兩個10uF，如果規格書沒有提出，需要根據下麵計算公式得出。

 

紋波電流的計算公式：

 

 

輸出的電容為20.1uF
，因MLCC的ESR很小
，可忽略，根據下麵的公式得到紋波電壓約為10mV

，滿足要求。

 

框6：阻容器件並聯
，起到延時緩啟動的作用，同時在關電時，對地電阻起到迅速放電的作用。

 

放置R43上並聯C60，有助於增加負載瞬態響應速度和輸出穩定性，一般為10pf~22pf

 

在實際的工作中，一切可以調整的因素都是相對穩定的，並且帶有一定的實際工作誤差。因此在考慮開關頻率、L和C的取值時，要考慮幹擾因素，選取受到很多因素影響的一個折中的結果。

 

來源：元器件知識大全