降压转换器

　　降压转换器的设计并不是件轻松的工作。许多使用者都希望转换器是一个盒子，一端输入一个直流电压，另一端输出另一个直流电压。这个盒子可以有很多形式，可以是降阶来产生一个更低的电压，或是升压来产生一个更高的电压。还有很多特殊的选项，如升降压、反激和单端初级电感转换器(SEPIC)，这是一种能让输出电压大于、小于或等于输入电压的DC-DC转换器。如果一个系统采用交流电工作，第一个AC-DC模块应当产生系统所需的最高的直流电压。因此，使用最广的器件是降压转换器。

　　设计分立解决方案是相当有难度的，大约需要40个器件，这是个需要额外付出大量努力的复杂工作。在设计电压模式降压控制器时，外部器件和其寄生效应对系统性能起了很大的决定作用。在讨论每种器件时，我们再详加叙述。

　　采用这种特殊降压转换器时，我们必须选择5个额外器件，包括输入电容、输出电容、输出电感器，高边和低边MOSFET。选择输出电感器时，要满足输出纹波的要求，以及减小PWM对瞬态负载的响应时间。电感器感值的下限是由纹波要求确定的。在寻找最小(可能也是最便宜的)电感器之前，要记住的一点是，电感器并不是完美的器件。实际的电感器有饱和等级。饱和级别必须高于系统中的峰值电流，才能设计出成功的产品。有经验的设计者还明白，感值并不是不随电流变化的常量。事实上，流过器件的电流越大，感值会降低的。请核实电感器的数据表，确保你所选择的感值对系统中的峰值电流是足够的。在更大层面上可能犯的错误是选择最好的电感，虽然小心谨慎还是必要的。更大的感值可以减少输出纹波，但也会限制压摆率。最终，大电感会限制对负载瞬态的响应时间。因此在选择电感器时，是选择在更低的峰峰值纹波电流条件下更安静的输出，还是需要系统能够对瞬态事件做出快速的响应，是需要做出明确的折中。

　　输入电容负责吸收高边MOSFET输入电流的交流分量。因此，其RMS电流容量必须足够大，才能处理由高边MOSFET汲取的交流分量。由于质量和低温度系数，陶瓷电容器可以对高频分量进行去耦。降压电容器提供更低频率的RMS电流，这取决于占空比(当系统的工作占空比比50%越大，RMS电流越大)。降压电容可以是几个多层陶瓷电容器。然而在低成本应用中，通常使用几个并联的电解电容器。如果是采用表面贴装，可以选固态钽电容用作降压电容，但是必须仔细核对电容器的浪涌电流等级(浪涌电流通常出现在启动时)。在选择降压转换器系统中的任何电容器时，需要寻找具有小等效串联电容(ESL)、小等效串联电阻(ESR)，最后是所需的总电容。还有，就是根据约算选择最优的器件。对于电容电压等级，还有一点需要注意。为减少难以发现的故障，可以选择电压等级是输入电压的1.2～1.3倍的电容器，也就是说，电压要跨越输入电压的范围。