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圖 1. 電源管理的應(yīng)用實(shí)例

    從上述實(shí)例可清楚知道，欲得最佳元件選擇就必須考慮各種參數(shù)。以下將會(huì)詳細(xì)介紹這些參數(shù)。

   在設(shè)計(jì)時(shí)，首先考慮的是輸入到輸出的電壓差 (VIN - VOUT)。在選擇最佳的電源解決方案時(shí)，該應(yīng)用的特殊需求，如效率、 散熱限制、 噪聲、 復(fù)雜度和成本等都必須考慮。

    表1. 選擇低壓差穩(wěn)壓器、 降壓、升壓、升-降壓轉(zhuǎn)換器的基本標(biāo)準(zhǔn)

圖 3. 轉(zhuǎn)換器基本電路示意圖

    由于兩個(gè) MOSFET 是交替開關(guān) (ON 或 OFF)，所以功率消耗非常?。唤逵煽刂普伎毡?，可以產(chǎn)生較大 VIN / VOUT 比的輸出。內(nèi)部 MOSFET 的導(dǎo)通電阻 RDS(ON) 決定了降壓轉(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。開關(guān)切換頻率與外部 LC 濾波器元件則共同決定輸出端的紋波電壓大小；較高開關(guān)切換頻率之降壓轉(zhuǎn)換器所用之濾波元件可較小，但開關(guān)切換造成的功耗則會(huì)增加。具脈沖跳躍模式 (PSM) 的降壓轉(zhuǎn)換器會(huì)在輕載時(shí)降低其開關(guān)切換頻率，從而提高輕載時(shí)的效率，此特性對(duì)需低功耗待機(jī)模式之應(yīng)用是非常重要的。

    升壓轉(zhuǎn)換器是用于 VOUT 高于 VIN 之應(yīng)用?；倦娐穲D如圖 4 所示。升壓轉(zhuǎn)換器將輸入電壓升至較高的輸出電壓。其操作原理是經(jīng)由內(nèi)部 MOSFET 對(duì)電感器充電，而當(dāng) MOSFET 斷路時(shí)，透過至負(fù)載端之整流器將電感放電。電感充電轉(zhuǎn)為放電會(huì)使電感電壓變?yōu)榉聪颍瑥亩咻敵鲭妷菏怪哂?VIN。MOSFET 開關(guān)的 ON/OFF 占空比將決定升壓比 VOUT / VIN，并且反饋回路也控制占空比以維持穩(wěn)定的輸出電壓。輸出電容是緩沖元件，用來減小輸出電壓連波。

    MOSFET 電流絕對(duì)最大額定值和升壓比一起決定最大負(fù)載電流，而 MOSFET 電壓絕對(duì)最大額定值決定最大輸出電壓。有些升壓轉(zhuǎn)換器則會(huì)將整流器以 MOSFET 整合于內(nèi)部，達(dá)到同步整流之功效。

圖 4. 升壓轉(zhuǎn)換器基本電路示意圖

    升-降壓轉(zhuǎn)換器用于輸入電壓可能會(huì)改變，可低于或高于輸出電壓之應(yīng)用。如圖 5 所示的升-降壓轉(zhuǎn)換器中，當(dāng) VIN 高于 VOUT 時(shí)，四個(gè)內(nèi)部的 MOSFET 開關(guān)將自動(dòng)配置成降壓轉(zhuǎn)換器，而當(dāng) VIN 低于 VOUT 時(shí)則轉(zhuǎn)為升壓操作模式。這使得升-降壓轉(zhuǎn)換器非常適合以電池作為供電之應(yīng)用，特別是當(dāng)電池電壓低于調(diào)節(jié)輸出電壓值時(shí)，得以延長電池使用時(shí)間。因?yàn)樗拈_關(guān)升-降壓轉(zhuǎn)換器是完全同步的操作模式，故可達(dá)較高的效率。降壓模式時(shí)的輸出電流能力比升壓模式時(shí)為高；因?yàn)樵谙嗤呢?fù)載條件下，升壓模式和降壓模式相比之下，前者需要較高的開關(guān)電流。

    MOSFET的電壓絕對(duì)最大額定值將決定最大輸入和輸出電壓范圍。在輸出電壓不需要參考接地的應(yīng)用中，如LED驅(qū)動(dòng)器，可使用只有單開關(guān)和整流器的升-降壓轉(zhuǎn)換器。而在大多數(shù)情況下，輸出電壓是參考到VIN。

圖 5. 有四個(gè)內(nèi)部開關(guān)的升-降壓轉(zhuǎn)換器

    多數(shù)的電源管理元件都是使用上述四個(gè)轉(zhuǎn)換器架構(gòu)其中一種。

    需要非常大開關(guān)電流（如 >10A）的應(yīng)用，通常都會(huì)使用外部的開關(guān) MOSFET，并且配合使用降壓控制器或升壓控制器。這類配置方式通常都是用在輸出功率超過 25W 的功率轉(zhuǎn)換器。

    輸出電流 >25A 的降壓應(yīng)用多使用多相位降壓控制器，即不同的相位階段分享同一電流。具非常高切換電壓的電路，例如從 AC 線電壓供電的應(yīng)用電路中，通常會(huì)采用的控制器是使用外部、耐高壓的MOSFET。

    LED 驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)的是穩(wěn)定輸出電流，而不是穩(wěn)定輸出電壓，因?yàn)長ED特定的光輸出是完全由電流來決定。大多數(shù)高亮度LED 的正向電壓是 3?3.5V；而根據(jù)輸入電壓和 LED 串中 LED 的數(shù)量，轉(zhuǎn)換器可以是降壓，升壓或升-降壓型。

    LCD 背光系統(tǒng)須驅(qū)動(dòng)大量的 LED，因此會(huì)使用到多串型 LED 驅(qū)動(dòng)器。某些離線式 LED 驅(qū)動(dòng)器則會(huì)使用線性 LED 驅(qū)動(dòng)器的架構(gòu)。大多數(shù) LED 驅(qū)動(dòng)器還包括調(diào)光功能，以便能夠控制輸出電流，并進(jìn)而控制 LED 的光輸出。