降压稳压器架构(COT降压稳压器)
阻容降压原理及稳压电源设计详解
阻容降压原理及稳压电源设计详解电容降压电源的特点一、概述电子工程师总是在不断追求减小设备体积，优化设计，以期最大限度地降低设备成本。
其中，减小作为辅助电源的直流稳压电源电路部分的体积，往往是最难解决的问题之一。
普通的线性直流稳压电源电路效率比较低，电源的变压器体积大，重量重，成本较高。
开关电源电路结构较复杂，成本高，电源纹波大，RFI和EMI干扰是难以解决的。
下文介绍的是一种新颖的电容降压型直流稳压电源电路。
这种电路无电源变压器，结构非常简单，具体有：体积小、重量轻、成本低廉、动态响应快、稳定可靠、高效（可达90%以上）等特点。
二、电容降压原理当一个正弦交流电源U（如220V AC 50HZ）施加在电容电路上时，电容器两极板上的电荷，极板间的电场都是时间的函数。
也就是说：电容器上电压电流的有效值和幅值同样遵循欧姆定律。
即加在电容上的电压幅值一定，频率一定时，就会流过一个稳定的正弦交流电流ic。
容抗越小（电容值越大），流过电容器的电流越大，在电容器上串联一个合适的负载，就能得到一个降低的电压源，可经过整流，滤波，稳压输出。
电容在电路中只是吞吐能量，而不消耗能量，所以电容降压型电路的效率很高。
三、原理方框图电路由降压电容，限流，整流滤波和稳压分流等电路组成。
1.降压电容：相当于普通稳压电路中的降压变压器，直接接入交流电源回路中，几乎承受全部的交流电源U，应选用无极性的金属膜电容（METALLIZED POLYESTER FILM CAPACITOR）。
2.限流电路：在合上电源的瞬间，有可能是U的正或负半周的峰_峰值，此时瞬间电流会很大，因此在回路中需串联一个限流电阻，以保证电路的安全。
3.整流滤波：有半波整流和全波整流，与普通的直流稳压电源电路的设计要求相同。
4.稳压分流：电压降压回路中，电流有效值I是稳定的，不受负载电流大小变化的影响，因此在稳压电路中，要有分流回路，以响应负载电流的大小变化。
四、设计势实例1.桥式全波整流稳压电路：规格要求：输出DC电压12V，DC电流300mA；输入电源220V AC/50HZ 市电。
Buck-Boost变换器原理.
Buck变换器原理Buck变换器又称降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器1•线路组成图1( a)所示为由单刀双掷开关S、电感元件L和电容C组成的Buck变换器电路图。
图1(b)所示为由以占空比D工作的晶体管T r、二极管D i、电感L、电容C组成的Buck变换器电路图。
电路完成把直流电压V s转换成直流电压V。
的功能。
2•工作原理当开关S在位置a时，有图2 (a)所示的电流一 -流过电感线圈L,电流线性增加，在负载R上流过电流I。
，两端输出电压V o,极性上正下负。
当i s>l o时，电容在充电状态。
这时二极管D1承受反向电压；经时间D订S后(- -…’「，t on为S在a位时间，T s是周期)，当开关S在b位时，如图2 ( b)所示，由于线圈L中的磁场将改变线圈L两端的电压极性，以保持其电流i L不变。
负载R两端电压仍是上正下负。
在i L<l o时，电容处在放电状态，有利于维持I o、V o不变。
这时二极管D1,承受正向偏压为电流i L构成通路，故称D1 为续流二极管。
由于变换器输出电压V o小于电源电压V s，故称它为降压变换器。
工作中输入电流is,在开关闭合时，i s>0，开关打开时，i s=0 ,故i s是脉动的，但输出电流I o,在L、D1、C作用下却是连续的，平稳的。
图2 Buck变换器电路工作过程图1 Buck变换器电路Boost变换器Boost变换器又称为升压变换器、并联开关电路、三端开关型升压稳压器1•线路组成2•工作原理当开关S在位置a时，如图2(a)所示电流i L流过电感线圈L,电流线性增加，电能以磁能形式储在电感线圈L中。
此时，电容C放电，R上流过电流I o, R两端为输出电压V o, 极性上正下负。
由于开关管导通，二极管阳极接V s负极，二极管承受反向电压，所以电容不能通过开关管放电。
开关S转换到位置b时，构成电路如2(b)所示，由于线圈L中的磁场将改变线圈L两端的电压极性，以保持i L不变。
新DC／DC降压稳压器架构省时、省力、省空间
工 业 手 持 设 备 、 便 携 式 媒 体 播 放 器 和 条 形 码 扫 寸 及 数 目 的 减 小 ，还 能 文 现 超 小 外 形 尺 寸 的 解
描 仪 改 变 了 直 流 电 源 转 换 、 管 理 和 分 配 的 方 决 方 案 。 从 事 这 些 应 用 开 发 的 电 源 设 计 人 员 ，
字 电路 、存储 器 以及１ ０选 择 电 源 稳 压 器 ，这 些 耗 、 电 路 板 空 间 ， 而 且 动 态 电 气 性 能 对 满 足 系 挑 战 的 出现 催 生 了新 的设 计 思 路 。
统 功 率 预 算 要 求 来 说 也 并 不 重 要 。 事 实 上 ，许
多应用都 采用３５ －Ａ的 低 效 线 性 稳 压 器 ， 因 为 功
低 的 漂 移 、 纹 波 、 线 性 调 节 和 负载 瞬 态 响应 综
合误差。
Ｃ 外 形 尺 寸 更 ｄ ／ 薄 的 消 费 产 品 。 消 ） ，更
ＩＯＤ Ａ Ｏｕｐ ｔＣｕｒ ｎ 《 Ｌ ｔｕ ｒｅ ｔ ｍＡ｝
费 产 品追 求 更 小 的 外 形 尺 寸 和 更 高 的性 能 ， 这 给 系 统 电 源 设 计 人 员带 来 了挑 战 ，促 使 他 们 寻
２
接 口 ， 以 及 众 多 新 的 无 线 标 准 （ ｉ ｉ Ｌ Ｅ、 Ｗ Ｆ、 Ｔ
０ ８ ６ ４ ２ ０
Ｗｉ ＭＡＸ等 ） 。这 些 内 核 基 于 业 界 最 新 的 高 密 度
６ ／ ５ ｎ Ｔ 艺 ， 只需 极 低 的 工 作 电 压 （ 至 ０ ８ ０４ 一 ｍＪ ＿ 低 ．
计 、 减 小 封 装 等 优 势 ， 可 获 得 总 体 占 位 面 积 更
AN032_CN 降压转换器架构之比较(CM、CM_COT、ACOT)
Roland van RoyAN032 – Jan 20151. 简介 (2)2. 电流模式降压转换器 (2)3. 立锜之电流模式- COT（CMCOT）降压转换器 (4)4. 立锜之ADVANCED-COT (ACOT TM) 降压转换器 (5)5. 测量结果比较 (7)6. 总结 (10)降压转换器架构之比较1. 简介降压转换器被广泛应用于各种消费性和工业上的应用之中，其中常需转换器将较高的输入电压转换成一较低的输出电压。
现有的降压转换器效率非常好，并能在变化范围很大的输入电压和输出负载的条件下，仍产生调节良好的输出电压。
降压转换器有很多不同的回路控制方式：在过去，被广泛使用的是电压模式和电流模式，然而近来恒定导通时间（COT）架构也常被使用，而有些降压转换器则是同时由电流模式和恒定导通时间来控制的。
立锜的DC-DC 产品组合包含了多种降压转换器，包括电流模式（CM），电流模式-恒定导通时间（CMCOT）和先进恒定导通时间（ACOT™）等架构。
每种架构都有其优点和缺点，因此在实际应用中要选择降压转换器时，最好能先了解每种架构的特点。
2. 电流模式降压转换器电流模式降压转换器之内部功能框图显示于图一。
图一、电流模式转换器之内部功能框图在典型的电流模式控制中，会有一个恒定频率来启动高侧MOSFET，并有一误差放大器将反饋信号与参考电压作比较。
然后，电感电流的上升斜率再与误差放大器的输出作比较；当电感电流超过误差放大器的输出电压时，高侧MOSFET 即被关断(OFF)，而电感电流则流经低侧MOSFET，直等到下一个时钟来到。
电流斜坡再加上斜率补偿之斜坡是为要避免在高占空比时的次谐波振荡，并提高抗噪声性能。
电流模式转换器之回路带宽（F BW）是由误差放大器输出端的补偿元件来设定，通常设在远低于转换器的开关频率。
电流模式转换器之稳态和负载瞬态变化操作之波形显示于图二。
降压转换器架构之比较图二、电流模式转换器之稳态与负载瞬态的波形降压转换器架构之比较3. 立锜之电流模式- COT（CMCOT）降压转换器立锜之电流模式-COT 降压转换器之内部功能框图显示于图三。
LDO和BUCK降压稳压器的区别及应用注意事项
LDO 和BUCK 降压稳压器的区别及应用注意事项
在采用MCU/DSP/FPGA 设计的控制系统中，低压输入级（一般在12V 以下），输出5V/3.3V/1.8V/1.5V/1.2V 的电路中，常用的电源芯片是BUCK（降压型）开关稳压器和LDO（低压差）线性稳压器。
这两款电源芯片在应用中，有着各自的优缺点，在电路设计时，需要根据实际有选择地使用。
一、LDO 和BUCK 降压稳压器对比
1、当输入电压为高电压时（一般是》5V 的时候），并且输入输出压差很大时，需要选用BUCK 开关稳压器，这种情况下，采用开关电源芯片，效率高，发热量小；若采用线性稳压器，则输入输出的压差过大，这部分功率都被消耗了，造成效率低、发热量巨大，需要额外增加大的散热片。
当输入电压在5V 以下时，优先考虑LDO 线性稳压器，这类芯片的特点是低成本，若在不考虑成本及高要求的情况下，也可使用开关稳压器芯片。
2、当板级输出电源的输出电流》1A 时，宜用BUCK 开关稳压器，这类芯片型号非常多，这里就不一一列举了；当输出的电源在1A 以下，最好选
择LDO 芯片，使用开关稳压器就有些浪费资源了，呵呵。
降压和反向降压
降压和反向降压
LM5017系列产品等降压转换器或稳压器集成电路（IC）可以从正VIN产生负VOUT在DC/DC转换器领域是常识。
乍一看，使用降压稳压器IC的反向降压-升压转换器的电路图与降压转换器十分相似（图1a和1c）。
但是两个电路也存在重大差异，无论是在电压和电流高低，切换电流流动还是在布局上。
在此前的博文中，我讨论了VIN范围、VOUT范围和可用输出电流IOUT 最大值的区别。
布局的差异源自反向降压-升压转换器和降压变换器的切换电流流动路径的差异虽然至关重要不容易理解。
图1显示了降压转换器和反向降压-升压转换器开关并流的差异。
在降压转换器（图1a和1b）中，输入回路包括输入电容CIN、高侧开关QH和同步整流器QL，传导高di / dt的切换电流。
输出回路，包括同步整流器QL、电感器L1和输出电容Cout，具有相对连续的电流。
因此，虽然优化输入电流回路区域至关重要，但是不如优化输出电流回路区域重要。
图1：降压转换器（a和b）与反向降压-升压转换器（c和d）中的切换电流。
buck降压电路基本构成与工作原理
buck降压电路基本构成与工作原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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在电子电路设计中，降压电路是一种常见的电源管理电路，用于将高电压降低到所需的较低电压级别。
vicor_Picor Cool-Power ZVS 降压稳压器
Picor Cool-Power 是:
› › › › 容易使用 灵活 高效率 高密度
13
容易使用
Cool-Power 及配套元件
Cool-Power及配套元件概要图
› 输入/输出电容, 和一个输出电感就是所有需要外加的元件 › 无需外部参数设置 › 引脚对引脚兼容, 可很容易的转换更高或更低电流的元件, 只需 以 “拿掉-贴 上”的方式布线, 加快产品上市时间 › 另有其他功能, 增加不同应用的灵活性
Picor QuietPower® 输出纹波衰减器
负载开关 48 V 或 24 V 蓄电池 有源冷或门
输出有源纹波衰减器
负载开关
负载
Picor QuietPower® 输入有源 EMI 滤波器 Picor Cool-ORing®
热插拔
DC-DC
有源冷或门
有源冷或门
业内最快的晌应时间 (快25%典型) 及 导通抗阻 RDS(on) (低 30% 典型)
7
7
什么因素阻碍现有技术发展?
› 硬开关 –现今, 大多数非隔离降压稳压器拓扑的开关损耗都很大. 原因是在导 通和关断期间, MOSFET 同时抵受高电流和高电压应力.当开关频率与输入电压增 高时,这些损耗同时增大, 局限了其可以达到的最高工作频率，效率和功率密度 栅极驱动损耗 –由于栅极驱动电路内的米勒电荷的功耗较高, 导至硬开关拓扑 结构的栅极驱动损耗也较高 体二极管传导 – 当高电平端 MOSFET 导通和关闭时, 高脉动电流通过低电平端 MOSFET 本身的体二极管。体二极管导通的时间越长，反向恢复损耗和体二极管 传导损耗便愈高。体二极管传导也会造成破坏性的过冲和振铃。
PI33XX ZVS 稳压器拓扑
• 高频率操作至最高输入电压 • 零电压谐振软启动（高效率，低噪声）
升压BOOST电路和降压BUCK电路最容易的理解
升压BOOST电路和降压BUCK电路最容易的理解升压电路框图首先在了解BOOST电路时，要学会如何分析最简单的升压电路框图。
如图：首先识别每个元件基本功能：电感：储能i电感；MOS管：开关作用；二极管：续流；电容：储能电容。
了解升压电路的原理，要明白Vout和Vin的差别。
所以我们从Vout与Vin分析就可以明白升压电路的原理。
在分析之前需要记住一句定理：•伏秒积平衡：即伏秒原则，处于稳定状态的电感，开关导通时间（电流上升段）的伏秒数须与开关关断（电流下降段）时的伏秒数在数值上相等•依据公式U=Ldi/dt；==Udt=Ldi•首先我们要从电感分析。
•Uon * ton=Uoff * toff•当MOS=ON时：Uon=Uin；ton=DT; //D是开启时占空比。
•当MOS=off时：Uoff=Uout；toff=（1-D)T；代入公式后•Uin * DT=Uout * （1-D）T；•计算后得出：•Vout/Vin=1/(1-D)；因为D<1，所以输出电压比输入电压>1则该电路实现升压。
注意：在设计升压电路上，线路上涉及续流二极管极为重要，在升压过程中，VOUT逐渐变大，二极管防止输出电压倒灌至输入导致电路损坏。
降压电路框图降压电路原理和升压大致一样，也从输出和输入的角度分析降压原理。
根据伏秒积平衡：•Von * DT=Voff * (1-D)T•-当ON时电感电压VL=Vin-Vout，OFF时VL=Vout；•(Vin-Vout) * DT=Vout * (1-DT)•计算得出输出电压比输入电压=DT ，又D<1 则输入大于输出电压，因此处于降压。
LDO和BUCK降压稳压器对比
LDO和BUCK降压稳压器(dc/dc)对比传统的线性稳压器，如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上，否则就不能正常工作。
但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v，显然是不满足条件的。
针对这种情况，才有了LDO类的电源转换芯片。
DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。
DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。
随著集成度的提高，许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。
但是，这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。
LDO的选择当所设计的电路对分路电源有以下要求1．高的噪音和纹波抑制；2．占用PCB板面积小，如手机等手持电子产品；3．电路电源不允许使用电感器，如手机；4．电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能；5．要求稳压器低压降，自身功耗低；6．要求线路成本低和方案简单；此时，选用LDO是最恰当的选择，同时满足产品设计的各种要求DC/DC:效率高，噪声大；好处就是转换效率高，可以大电流，但输出干扰较大，体积也相对较大。
LDO:噪声低，静态电流小；体积小，干扰较小，当输入与输出电压差较大的化，转换效率低.所以如果是用在压降比较大的情况下，选择DC/DC，因为其效率高，而LDO会因为压降大而自身损耗很大部分效率；如果压降比较小，选择LDO，因为其噪声低，电源干净，而且外围电路简单，成本低。
LDO是low dropout regulator，意为低压差线性稳压器，是相对于传统的线性稳压器来说的。
传统的线性稳压器，如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上，否则就不能正常工作。
但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v，显然是不满足条件的。
针对这种情况，才有了LDO类的电源转换芯片。
LDO线性降压芯片：原理相当于一个电阻分压来实现降压，能量损耗大，降下的电压转化成了热量，降压的压差和负载电流越大，芯片发热越明显。
DCDC技术基础 -降压稳压器和线性稳压器
Tj=Ta+ Θja * 功耗 – 稳压器-布线阶段 Tj=Tc+ Θjc * 功耗 – 稳压器-工程样片
© 2016 Microchip Technology Incorporated. 版权所有。
C17A02 AMS
幻灯片17
LDO热计算
������������ = (������������������(������������������) -������������������������(������������������) )������������������������ +������������������(������������������) ������������������������ ������������������(������������������) : 输入电压最大值 ������������������������(������������������) ：输出电压最小值 ������OUT ： ������GND ： 输出电流 接地电流 (1-2) 注意：我们计算的是最糟糕 的情况下的功耗和热阻！！！ (1-1)
������������������������ ������������������
（9）温度范围 （10）热阻 （影響熱散逸)
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幻灯片14
LDO主要参数表
示例：MIC5209数据手册
������������ : LDO功耗 [Watt] ������������������ : die到环境(������������������������������������������)的热阻 ������������������ : die到壳(������������������������)的热阻 ������������������ : 壳到散热片(ℎ������������������ ������������������������)的热阻 ������������������ : 散热片到环境的热阻 ������������ : 环境温度 ������������(������������������) : 芯片允许的最高结温
PWM PFM控制DC-DC降压稳压 说明书
PWM/PFM 控制DC-DC 降压稳压器■产品概述是一款采用恒定频率、电流模式架构、双路输出的高效率同步DC/DC 降压稳压器。
该芯片具备可调输出电压型和固定输出电压型（1.2V 、1.8V 、3.3V ）版本。
内置PWM/PFM 自动切换功能，在全负载范围内具有低纹波、高效率特性。
内部开关频率高达1.2MHz ，可采用小表面贴片型元件。
100％占空比实现了低压2V 操作，并延长了前级电池寿命。
■产品特点高效率：92％双路600mA 输出电流 2V 至5.5V 输入电压范围 全负载范围低纹波输出电压 小于1uA 关断电流 过热过流保护■用途手机 PDA MP3 数码相机 便携式仪表 笔记本电脑■封装MSOP-10■ 引脚配置MSOP-10KX5070KX5070引脚分配引脚编号引脚名功能描述1 GND1通道1接地端 2 FB1通道1反馈端 3 CE1通道1使能端，高电平有效 4 VIN2通道2输入电压端 5 SW2 通道2外接电感端 6 GND2通道2接地端 7 FB2 通道2反馈端8 CE2 通道2使能端，高电平有效 9 VIN1 通道1输入电压端 10 SW1 通道1外接电感端■功能框图图二分之一功能框图（对称结构）1 KX5070■绝对最大额定值项目符号绝对最大额定值单位输入电压V IN-0.3～6.5VV OUT-0.3～6.5输出电压V LX-0.3～VIN + 0.3CE端电压Vce -0.3～VIN + 0.3 VLX端电流I LX ±1000 mA容许功耗Pd 250mW工作环境温度Topr -40～＋85℃保存温度Tstg -55～＋125注意绝对最大额定值是指无论在任何条件下都不能超过的额定值。
万一超过此额定值，有可能造成产品劣化等物理性损伤。
■电气特性VIN=3.6V ,CIN=4.7uF ,CL=10uF ,L=3.3uH (Ta=25 ℃除非特殊指定) 项目符号条件最小值典型值最大值单位测试电路FB控制电压VFB -0.610.590.6V 工作电压VIN 2-61mV 负载调整度VOUT△ IL MAX=600mA 5 效率EFFI VIN=2.7V；IL=100mA －92 －％最低有效CE VCEH - 0.81V- 待机电流ISTB VCE=0V、VIN=3.6V 0 - 1uA静态电流IDD VFB=0.6V*0.9 －150 -3mA 电流限制ILIM - - 1200 -PFM切换点IL 60 mA 振荡频率FOSC -MHz1.1-2 最大占空比MAXDTY - 100%--■测试电路元件参数：LX1=LX2=3.3uH、C1=C4=4.7uF、C2=C6=22pF，C3=C5=10uF。
模拟电流模式(ECM)控制的集成降压稳压器
此 外 ，应 该 指 出 降 压 型 稳 压 器
维普资讯
ｕ ｎｌｎｅ ｅ ｍ ｉ Ｉ ｎ
～
ａ ！ｎｇｉ ● ｒ ｇ ｉｔ Ｈ Ｉ ｔ ｒ ｓ
镊一 一 担 子 馔
模拟电流模式（ Ｍ 控制的 Ｅ ） Ｃ 集成降压稳压器
Ｅ ＣＮＩＣｏｎｔｏ ｌ Ｉ ｅｇｒ ｅｄ ｃｋ － － ｒｌ ｅｄ ｎｔ ａｔ Ｂｕ Ｃｏｎｖ ｔ ｅｒｅｒ
■ Ｎ 公 司 Ｓ
本文 介绍 了 降压稳 压器基础 、
因此 必 须 加 以补 偿 。 而工 作 在 非 连 无 论 采 用 哪种 传 导 模 式 （ 续 或 非 连
电 流 模 式 控 制 的操 作 、模 拟 电流 模 续模 式 时 ， 电感 电流 的平 均 值 的平 连 续 模 式 ） 电流 模式 控 制 都 是 单 极 ，
¨ 图 ，模 拟 电 流援 式 控 制 原 理 图
’ 大 的反 向恢 复 电流 ， 个
该 电流 可 触 发 Ｐ ＷＭ 比 较 器 。 这 时 需 要 额 外 的滤 波 和 前 消 隐 电路 ， 来 防 ｌ 早 触 发 Ｐ Ｍ。 沿 尖 峰 限 制 过 Ｗ 前
］
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ｒ ＿ ］
给 出 了 降 压 一 压 应 用 的实 例 。 升
以迫 使 电感 器 充 当一 个 受 输入 电压
电流 控 制模 式
控 制 的 恒 流 源 。其 次 ，电 流 控 制 模
降压稳压 器基础
设计一款具有 COT 的 Fly
设计一款具有COT 的Fly
Fly-Buck™ 转换器拓扑被公认为是一种多功能的隔离式偏置电源，其在各类应用中得到了越来越多的关注。
同步降压转换器可以配置成Fly-Buck，但并非所有控制方法都能简单应用于这种拓扑。
图1. 纹波注入网络Rr、Cr 和Cac
LM5017 是一款支持恒定导通时间(COT) 控制的100V 同步降压稳压器，特别适合Fly-Buck。
COT 不需要补偿网络，可简化Fly-Buck 设计，而且Fly-Buck 的设计流程与普通降压设计或多或少有些相似。
LM5017 产品页面上有很多设计实例。
不过，有个问题还是会被经常问起：如何设计稳定的COT Fly-Buck？答案可能很简单，但背后的解释可能则会很复杂。
我们将通过两篇文章加以说明：本文我们将重点讨论技术分析，第二篇文章则将针对
设计进行逐步指导。
Buck变换器工作原理介绍
Buck 变换器工作原理介绍Buck 变换器的基本工作原理Buck 变换器又称为降压变换器，串联稳压开关电源和三端开关型降压稳压电源。
其基本的原理结构图如图2.2所示。
GabcWMV Gd图2.2 Buck 变换器的基本原理图由上图可知，Buck 变换器主要包括：开关元件M1，二极管D1，电感L1，电容C1和反馈环路。
而一般的反馈环路由四部分组成：采样网络，误差放大器（Error Amplifier ，E/A ），脉宽调制器（Pulse Width Modulation ，PWM ）和驱动电路。
为了便于对Buck 变换器基本工作原理的分析，我们首先作以下几点合理的假设[1]：a 、开关元件M1和二极管D1都是理想元件。
它们可以快速的导通和关断，且导通时压降为零，关断时漏电流为零；b 、电容和电感同样是理想元件。
电感工作在线性区而未饱和时，寄生电阻等于零。
电容的等效串联电阻（Equivalent Series Resistance ，ESR ）和等效串联电感（Equivalent Series inductance ，ESL ）等于零；c 、输出电压中的纹波电压和输出电压相比非常小，可以忽略不计。
d 、采样网络R1和R2的阻抗很大，从而使得流经它们的电流可以忽略不计。
在以上假设的基础上，下面我们对Buck 变换器的基本原理进行分析。
如图2.2所示，当开关元件M1导通时，电压V1与输出电压Vdc 相等，晶体管D1处于反向截至状态，电流01=D I 。
电流11L M I I =流经电感L1，电流线性增加。
经过电容C1滤波后，产生输出电流O I 和输出电压O V 。
采样网络R1和R2对输出电压O V 进行采样得到电压信号S V ，并与参考电压ref V 比较放大得到信号。
如图2.2（a ）所示，信号ea V 和线性上升的三角波信号tr V 比较。
当ea tr V V >时，控制信号WM V 和G V 跳变为低，开关元件M1截至。
Buck降压式变换器基本结构及原理
Buck降压式变换器基本结构及原理一、Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小丁输入电压的单管不隔离直流变换器。
图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts ,则信号频率为f=1/Ts ，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff ，占空比Dy= Ton/Ts。
Buck变换器有两种基本工作方式：CCM(Continuous current mode) :电感电流连续模式，输出滤波电感Lf的电流总是大丁零DCM(Discontinuous current mode) :电感电流断续模式，在开关管关断期间有一段时间Lf的电流为零1.1 CCM时的基本关系：0.5 1-0 g 050 L0V tlt= corist V0 = const1.3.11.2 DCM 时的基本关系：% %输出电压与输人电反间的关系:曜== 七一 4劣十口 其中：AD ＜（1 一心）为美断后电感电流下降到零的时问J =气;% 乙狄011 1，小，V 七 输出平均曲克：二〒七+ T0二司土~ W 〔气*& £ 顷心 J在电勰喽时，%附不但与占空比Dy 有关』而且与或载电流卜大小有关，若1口=0，则％=甲血 DCM 可分为两种典型情况：输入电压Vin 不变，输出电压Vo 变化，常用作电动机速度控 制或充电器对蓄电池的包流充电输入电压Vin 变化，输出电压Vo 包定，即普通开关稳压电源1.3 电感电流临界连续的边界：用f g 表示临界电流通彼阿的负更电疏】Q ，则：; 鱼w 吃眼w （D* 头h ' 头L 叫史输入电压包定不变时：Vin=const临界负载电流是大值在Dy=0 5时出现: 皿】如=4—球（1-巳）劣电添临界连续时前输出电压：争= ------------ \ --------顷 一 - + 140； ^O （?HMX可画出Buck 变换器在Vin=const 时的外特性曲线:输出走压与情人电压间的关策：竺=一-—。
降压变换器的基本工作原理
降压变换器的基本工作原理在汽车中，有些照咖是由单个LED担任的，如顶灯、地图灯、行李箱照明灼。
以及门灯等。
一只白光LED的正向压降为3—4V，汽车由蓄电他提供的内部电压，一舱为12—14V，这就出现了输入电压远远超过LED所需要的情况。
如果采用线性稳压器通过降压来驱动L四，必然会出现电源功率转换效率过低的问题。
为此，必须采用开关型DC仍C降压变换器，宅既为LED提供所需的低压电源、恒定的电流，又能有较高的转换效率。
降压变换器(BuCk)又称串联开关稳压器或开关型降压稳压器。
下面介绍降压变换器的基本电路拓扑和它的工作原理。
降压变换器的电路形式及工作原理降压变换器的电路形式如图所示是开关管，VD是开关二极管，在VT截正期间，为电感电流提供继续流通的通路。
由图见，输入和输ABC电子出在电气上是直接相通的，无隔离，属于非隔离型功率变换器。
为分析简便起见，在电路的工作频率较高、电感工和电容Co较大时，输出电压和流过二极管的电流可以视为稳定不变的，艾博希电子分别以定位RO、Jo表尔当VT导退时，由于假定输入、输出电压是同定的，电感两端电压差RD厂RO也是一个定值，这样，流过电感L的电流将按线性斤升，由初始的最小位即谷值JV直线上升，到开关管VT导通结束时，达到最大值人MM即峰值JP。
如VT的导通时间为则有：小当VT截女时，电感力图维持其电流不变。
在电感两端将产生感应电动势，极性为右正左负，与VT导通时的极性如图恰好相反。
它使二极管w导通，为电感电流提供续流远路，此后，出其最大值／LMM(JP)线性卜降。
如果VT的截止时间为ROR，且在电感电流连续导通模式(CCM)下，则在截止期结束时，电感电流由峰值JP产降到谷值JV，并满足以下关系：价(k丛)RO；生JL＝Bp RO；在上面诺式中，7为开关周期，D为开关管的占空IC现货商比，o＝RJ厂，其值小于1，D越小，输出电压RO越小。
由式(5—4)可见，输出电压RO与占空比D呈线性关系，D大，输出电压亦大；此外，输出电压比输入电压RM低，降压之名即由此而来。
降压模块的方法
降压模块的方法降压模块是一种电子元件，用于将高电压转换为低电压。
它在电子设备中起到稳压的作用，可以有效地保护其他元件不受过高电压的损害。
本文将介绍降压模块的工作原理、常见的降压模块类型以及选择和使用降压模块的注意事项。
一、降压模块的工作原理降压模块采用开关电源的工作原理，通过控制开关管的导通和截止来实现电压降低。
其基本原理是将输入电压交替导通和截止，通过调节导通时间与截止时间的比例，使得输出电压保持在设定的稳定值。
降压模块通常由开关管、电感、电容和稳压电路组成。
当输入电压高于设定电压时，开关管导通，电感储存能量；当输入电压低于设定电压时，开关管截止，电感释放能量，通过电容和稳压电路输出稳定电压。
二、常见的降压模块类型1. 线性降压模块：线性降压模块采用线性稳压技术，通过功率晶体管的调节来实现降压。
它的优点是结构简单、成本低廉，但效率较低，适用于小功率应用。
2. 开关降压模块：开关降压模块采用开关电源技术，通过开关管的导通和截止来实现降压。
它的优点是效率高、稳定性好，适用于大功率应用。
3. Buck降压模块：Buck降压模块是一种常见的开关降压模块，通过变换电感和开关管的工作状态来实现降压。
它的特点是电路简单、成本低廉，广泛应用于电子设备中。
4. Boost降压模块：Boost降压模块是一种可以将低电压升压为高电压的开关电源模块。
它的工作原理与Buck降压模块相反，通过变换电感和开关管的工作状态来实现升压。
三、选择和使用降压模块的注意事项1. 输入电压范围：选择降压模块时，要根据实际需求确定输入电压范围，确保模块能够正常工作。
2. 输出电压稳定性：降压模块的输出电压稳定性对于电子设备的正常运行至关重要，要选择具有良好稳定性的模块。
3. 输出电流能力：根据实际负载需求选择降压模块的输出电流能力，确保能够满足设备的功率需求。
4. 效率和发热：降压模块的效率和发热问题直接影响设备的稳定性和寿命，要选择效率高、发热小的模块。
浅谈COT控制BuckBuck为什么是天然稳定的？稳定条件是什么？
浅谈COT控制BuckBuck为什么是天然稳定的？稳
定条件是什么？
COT 稳压器不需要环路补偿，但是他能提供优异的瞬态性能。
COT可以使用常规定频DC-DC 系统1/2 甚至1/4 的小电感，输出电压Ripple 控制。
但是PART2 CCM下，COT控制的Buck为什幺不稳定？本文讲解COT 控制的Buck的稳定条件。
图1是COT控制的Buck的整体框图。
它的基本控制逻辑如图2所示。
当反馈电压低于基准电压的时候，上边开关管打开，SW点变高，输出能量，让VOUT停止下降并上升；经过Ton时间之后，上边开关管关闭，下边开关管打开，SW点变低，让VOUT停止上升并下降。
当VOUT下降到一定程度，即反馈电压低于基准电压，重新让SW点变高，如此循环。
这个基本控制逻辑是不完整的，SW变高Ton时间之后，如果输出不足够高，导致反馈电压仍然低于基准电压怎幺办？所以需要引入一个额外的逻辑：。
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4.4 恒定导通时间(COT) 降压稳压器
恒定导通时间(COT)迟滞稳压器
对于一个给定的V IN ，当负载电流变化时，导通时间是恒定的
Ripple is needed to properly switch the comparator!!
R F2
R F1+
-Error
Comparator
Modulator
V REF
+-
R L
R C
(ESR)
V IN
V OUT
Power Stage
L
C
One-Shot Inversely Proportional to V IN
V FB •优势
–相对于VIN 的变化频率保持恒定
–可在轻负载下实现高效率
–快速瞬态响应
•劣势
–在反馈比较器上需要纹波–对输出噪声很敏感
（因为它转换为反馈纹波）
功率管导通时间与Vin 成反比
工作频率（连续）
T ON 为导通时间，F S 为工作频率。
恒定导通时间控制器负责设定降压开关的导通时间。
K 是一个常数，R ON 是一个编程
电阻器。
V IN 如预期的那样在分母当中，将导通时间设定为与V IN 成反比。
重新整理并将T ON 代入第一个公式，然后求解F S
恒定导通时间可实现接近恒定的频率
开关频率几乎是恒定的；变化是由于R
DS-ON 、二极管
电压和R
ON
引脚输入阻抗的影响造成的
注：一个连接在V
IN 和R
ON
之间的电阻器负责设定导
通时间
恒定导通时间稳压器波形（不连续）
对于COT 稳压器，假如电感器电流保持连续，则恒定频率关系式成立。
在轻负载条件下，电感器中的电流将变得不连续。
这里示出的是在不连续导通模式中采用恒定导通时间控制方法进行控制（这意味着斜坡电感器电流每个周期都恢复至零）的降压稳压器的开关波形。
初始配置电路
•V OUT 上的纹波电压为电感器的纹波电流x R3 •由于电感器的纹波电流随V IN 的增加而增加，因此V OUT 上的纹波电压也随之增加
FB
SW
L1
C2R1
R2
BST
VCC
C3
C4
D1V OUT
RON/SD
VIN
Input Voltage
C1
RTN
SGND
R ON
R3
Ripple here must be
>25 mVp-p
Ripple here is greater than that at FB by the ratio of
(R1+R2)/R2.
LM2695
初始配置瞬态响应
输出电压
LM2695 初始电流
V IN = 12V, V
OUT
= 10V
负载瞬态响应
400 mA
100 mA 50 mV
利用1 个电容器减低纹波！
增设C5 将使FB 上的纹波与V OUT 上的纹波相同，而无需借助R1 和R2 的衰减作用。
这可以降低纹波，但不会消除纹波
中间纹波配置
FB
SW
L1
C2
R1
R2BST
VCC
C3
C4
D1
V OUT
RON/SD
VIN
Input Voltage
C1
RTN
SGND
R ON
R3Ripple here must be
>25 mVp-p
Ripple here can now be a minimum of 25 mVp-p - same
as at FB.
C5
LM2695
增设一个电容器时的COT 瞬态响应
LM2695 中间纹波配置V IN = 12V, V OUT = 10V
400 mA 100 mA
输出电压
20 mV
负载瞬态响应
如何实现最小的纹波？
LM2695
最小纹波电路瞬态响应
LM2695 最小纹波配置
V IN = 12V, V OUT = 10V
负载瞬态响应
输出电压
400 mA
100 mA
10 mV
最好了解一下：
如果去掉R3 会发生什么？
FB SW
L1C2
R1R2
BST C4D1V OUT
SGND Ripple here must be >25 mVp-p
在它应该上升的时候却走
低!!
电路的调节性能很差，并产生大量的噪声和抖动!!t ON t OFF SW 引脚V OUT V SW
V
OUT 纹波
优选的波形
最好知道：
不要安放过大的输出电容！
LM2695FB SW
L1
C2
R1R2
BST
VCC
C3
C4
D1V OUT
RON/SD VIN C1RTN SGND R ON R3
负载
PC 板周围的分布式电容
V IN
其他需要牢记的事项
•续流二极管应该是一个肖特基二极管，而不是一个超快速二极管！
•必须在V IN 引脚的近旁布设一个0.1 μF 陶瓷片式电容器！
•必须谨慎地排布PC 板走线！
使环路的物理尺寸保持小巧以最大限度地抑制辐射EMI 。
谢谢！。