降压稳压器是一种能使输出电压降低，然后通过连接到误差放大器反相输入端的分压电阻采样，误差放大器的同相输入端连接到一个参考电压的稳压器。降压稳压器应用在电缆调制解调器、等离子电子、数据设备通信、机器人、DC/DC电源、FPGA电源、机顶盒、LCD监控器、路由器、工业应用、医疗和自动化测试设备等许多方面。

降压稳压器由调压电路、控制电路、及伺服电机等组成，当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动，使调压器碳刷的位置改变，通过自动调整线圈匝数比，从而保持输出电压的稳定。容量较大的降压稳压器，还采用电压补偿的原理工作。

《降压稳压器基础架构》电子书共分为六章，从最简单的一种开关电源结构--降压开关稳压器开篇，述及多相降压稳压器、迟滞降压稳压器、恒定导通时间(COT)降压稳压器、电流/仿真电路模式降压稳压器、电压模式稳压器共六个类型稳压器的结构与原理。

目录

第一章降压稳压器基础架构概述

1.1概述………………………………………………………………………1

1.2非同步降压转换器………………………………………………………1

1.3降压拓扑电流和电压波形………………………………………………2

1.4轻负载操作：CCM和DCM……………………………………………..3

1.5同步降压的直通…………………………………………………………4

1.6死区时间…………………………………………………………………4

1.7控制模式………………………………………………………………….5

第二章多相降压稳压器

2.1多相概述………………………………………………………………...7

2.2功率FET及其驱动器……………………………………………………7

2.3输出滤波器………………………………………………………………9

2.4采用COT的多相优势实例……………………………………………...10

2.5电感器尺寸改善…………………………………………………………11

2.6直通改善…………………………………………………………………12

2.7输入电容器……………………………………………………………....12

2.8均流……………………………………………………………………....13

2.9总结………………………………………………………………………14

第三章迟滞降压稳压器

3.1迟滞降压稳压器架构…………………………………………………15

3.2迟滞稳压器波形…………………………………………………………15

 

3.3LM3485架构………………………………………………………………17

3.4LM3485迟滞控制器………………………………………………………17

3.5计算开关频率……………………………………………………………...18

3.6迟滞控制的优缺点…………………………………………………….......19

3.7LM3475/85的输出电容…………………………………………………...19

第四章恒定导通时间降压稳压器

4.1恒定导通时间(COT)降压稳压器架构…………………………………22

4.2工作效率…………………………………………………………………23

4.3典型例子…………………………………………………………………24

4.4注意事项…………………………………………………………………27

第五章电流/仿真电路模式降压稳压器

5.1电流模式………………………………………………………………....29

5.2电流模式降压稳压器架构………………………………………………30

5.3CMC次谐波振荡…………………………………………………………31

5.4调制器增益………………………………………………………………32

5.5输出滤波器………………………………………………………………32

5.6误差放大器………………………………………………………………33

5.7控制环路增益…………………………………………………………......33

5.8误差放大器+输出滤波器………………………………………………...34

5.9控制环路考虑因素………………………………………………………..34

5.10电流模式负载瞬变–性能折衷………………………………………….34

5.11电流模式输入电压瞬变–性能折衷…………………………………....35

5.12电流模式控制示例–LM284x…………………………………………...35

5.13仿真电流模式(ECM) 降压稳压器………………………………………35

 

5.14仿真电流模式工作原理………………………………………………...36

5.15仿真电流模式工作波形………………………………………………...37

5.16输入电压与工作频率的关系……………………………………………37

5.17可靠的过流保护……………………………………………………......38

第六章电压模式稳压器

6.1电压模式降压稳压器…………………………………………………....39

6.2调制器增益………………………………………………………………40

6.3输出滤波器………………………………………………………………40

6.4误差放大器………………………………………………………………41

6.5内部Type III电压模式补偿(LM367x)…………………………………...43

降压稳压器是一种能使输出电压降低， 然后通过连接到误差放大
器反相输入端的分压电阻采样，误差放大器的同相输入端连接到一个
参考电压的稳压器。降压稳压器应用在电缆调制解调器、等离子电子、
数据设备通信、机器人、DC/DC 电源、FPGA 电源、机顶盒、LCD 监控
器、路由器、工业应用、医疗和自动化测试设备等许多方面。
降压稳压器由调压电路、控制电路、及伺服电机等组成，当输入
电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服
电机转动，使调压器碳刷的位置改变，通过自动调整线圈匝数比，从
而保持输出电压的稳定。容量较大的降压稳压器，还采用电压补偿的
原理工作。
《降压稳压器基础架构》 电子书共分为六章，从最简单的一种开
关电源结构--降压开关稳压器开篇，述及多相降压稳压器、迟滞降压
稳压器、恒定导通时间(COT)降压稳压器、电流/仿真电路模式降压稳
压器、电压模式稳压器共六个类型稳压器的结构与原理

降压开关稳压器是最简单的一种开关电源结构。开关电源的结构里我们知道有降压、升
压、升降压以及各种隔离的拓扑结构，降压开关稳压器之所以是最简单的一种开关稳压器，
是因为它的各种静态、动态特性里都最简单的，因此我们先从它开始讲。
下图是四种降压稳压器的类型

左上图是一种全集成的同步降压稳压器;右上图是集成了上管 MOS 管的降压稳压器，它
是一种非同步整流的结构，左下图是用单独的 PWM 控制器来控制同步整流结构的一上一下
MOS 管；右下图是一个 PWM 控制器来控制非同步整流的降压稳压器。

上图的开关器件共有两个，一个是器件 S，它可以是 MOS 管或者是双极晶体管，但在开
关电源的行业里一般使用的是 MOS 管，因为 MOS 管的效率在高频时候比晶体管高； 另外一个
就是中间的续流二极管 D，阳极接地，阴极接在开关管和电感之间。而 MOS 的开通时间占整
个开通和关断时间的比例就是占空比 D。占空比决定了平均传送到负载的能量，从而决定了
调节输出电压的能力。两个滤波元件分别是电感 L 和电容 C，它们把一个斩波成方波的能量
转换成一个平均输出的直流能量。这几大部分构成了非同步的降压转换器。
降压稳压器在稳态工作时的电压和电流关系式：
状态一：当 MOS 管导通的时候，能量从输入端经过电感传送到输出，同时电流线性上升，
电感储能。可得式子：?IL, Ton= (Vin – Vout ) * Ton / L;
状态一：当 MOS 管关断的时候，电感的能量释放，通过二极管进入续流状态，此时电流
线性下降。可得式子：?IL, Toff= -Vout * Toff / L;
稳压器在稳态工作时，电感必须保持磁平衡，因此可得式子：?IL, Ton =?IL, Toff;
根据以上式子，我们可以得出转换器的输入、输出电压和占空比的关系式： Vout = D*Vin;
D = Ton / (Toff +Ton)。(前提条件：电感电流处于连续状态，也就是 CCM 模式)

上图是几个关键器件的电压电流波形，第一个输入电流就是 N 型 MOS 管漏极上的电流
波形； 第二个是续流二极管的电流波形，它和 MOS 管的波形叠加起来就是第三个电感器的电
流波形，因为电感电流不能突变的特性，所以我们始终看到这样类似三角波的波形;第四个
就是开关的电压波形，也就是三个器件汇集点的地方，我们也称它为开关节点，一般降压稳
压器出故障的时候，我们一般会抓这个点上波形来观察，因为最简单的波形同时也包含了最
丰富的系统工作信息。

解析一下 CCM 模式和 DCM 模式：CCM 模式就是电感电流连续模式，DCM 模式是指电感电
流不连续(断续)模式。我们回忆一下同步整流和非同步整流的降压稳压器，在同步整流的降
压稳压器中，如果负载在轻到一定程度的时候，电感电流会进入 DCM 模式，电感能量释放完
后电流反向，从输出→电感→续流 MOS 管→地。而在非同步的情况下则不会出现这一情况，
因为续流二极管这时处于反偏状态，根据负载的不同，电感电流会在这两种情况之间变化，
连续模式中功率级部分的小信号特性和断续模式里是完全不一样的，所以在非同步稳压器中
的环路补偿设计需要特别关注这一点。

同步降压典型的故障问题—直通，直通就是指上管和下管同时导通的情况，输入的电源
通过两个 MOS 管直接连到地，产生一个非常大的脉冲电流，因此必须避免这种状况。上下管
在互补开通的时候加入一段时间间隔，也就是说在这段时间内两管同时关断，我们也称它为
死区时间。
1.6 死区时间
死区时间的控制方法：
1、固定死区时间
·关断与接通之间的固定时间
·在 MOSFET 的选择上无灵活性
2、自适应死区时间
·高端 MOSFET 仅在低端(LS) MOSFET 关断时才接通，反之亦然
·在 MOSFET 的选择上拥有灵活性
·必需检测两个 MOSFET 的关断

1.7 控制模式
1、电压模式控制(VMC)
2、电流模式控制(CMC)
·峰值电流模式控制(PCMC)
·谷值电流模式控制(VCMC)
·平均电流模式控制(ACMC)
3、迟滞模式控制(HMC)

各种控制模式的优缺点：
1、电压模式控制优点和缺点
优点
·    稳定的调制/对噪声不太敏感
   · 单一反馈路径
·   能在很宽的占空比范围内工作
缺点
·环路增益与 VIN 成正比
·双极点 LC 常常需要 Type III 补偿
·CCM 与 DCM 的差异– 补偿难题
·对输入电压变化的响应速度缓慢
·必须单独实施电流限制

2、电流模式控制优点和缺点
优点
·电源设备增益可提供一种单极点滚降
·具有抵消输入扰动能力
·逐周期电流限制
·均流
缺点
·噪声
·要求最小导通时间
·需要检测电阻器
3、迟滞模式控制优点和缺点
优点

·超快的瞬态响应(在高耗电负载中优先使用)
·无需相位补偿;换句话说， 迟滞模式是一种大信号控制
缺点
·容易受到噪声的影响
·对 PCB 布局非常敏感
·开关频率偏差大;要求具有一定的纹

多相概述
多相降压稳压器的概念是把多个降压稳压器并联起来，但让它们以一种交错的方式运
作。多相稳压器一定是多通道稳压器，但是多通道稳压器不一定是多相稳压器，多相稳压器
它的输出相位必须是交错的，也就是错相。见图 1。三相同步降压稳压器其每相具有相同的
组件，但开关动作则异相 120 °图 1 右边是三相降压稳压器各自开关节点的波形以及它们
电感每电流波形叠加在一块。

采用 COT 的多相优势实例
COT 就是恒导通时间控制， COT 的特点就是当电流从满负载迅速切换至无负载之时， COT
有能力把它的上管 MOS 管一直关断，直到它的电压降到到达合理的范围之内。那么当电流从
满负载迅速切换至无负载之时，这将造成控制环路立即将占空比减小到零，并把存储在电感
器中的能量转储到输出电容器中。下方位于左侧的图示出了发生在单相降压稳压器中的此类
负载瞬变(其中的电感器为 0.5uH )。

由图可以看出当负载突然变动是，输出的电源就会产生一个比较高的纹波，显然，电感
器中存储的能量越少，需要的电容器也就越少。输出的纹波就越小，上方居右的图给出的是
单相电路的功率级，而且控制方案为迟滞电流模式。
如果我们采用了多相的技术的话，那么就可以极大的减小上述的情况，我们前面也计算
过，当把一个通道里面的电流分开两个通道的时候，它电感存储的能量不是减半的关系，而
是一个平方根的关系往下减少，所以两个通道的电感存储能量之和是要比一个电感的存储能
量要小。我们先来看一下组合输出纹波(总纹波)电流与每个个别电感器中的纹波电流(相位
纹波)之间的关系。

由上图可以知道如果选择多相这种控制器的话，选择的相位数越多，那么可以使输出电
压纹波出现在零的几率就越大。列如说我们采用的是双相控制的稳压器，两个稳压器的占空
比都是在 50%的时候，由上图可以知道，它要两个刚好抵消，出现零纹波的时刻，那么它只
能出现在 50%的情况下;如果我们采用的是三相控制稳压器，那么它出现零纹波的时刻就在
33.3%和 66.6%的时候;如果采用的是四相，那么它会有更多的点出现零纹波。

上图为典型的电流模式降压稳压器框图，我们把他分成三大部分，红色部分为反馈部分，
它包括反馈电阻网络、误差放大器、补偿器;绿色部分是调制器，它负责把误差放大器产生
出来的控制电压转换成开关波形;灰色部分是输出滤波器，它里面只包含两种元件，电感和
电容。
电流模式和电压模式的降压稳压器区别在于两者把误差放大器转换成开关信号的方法
不同。电压模式是用一个内部的三角波与误差放大器的输出相比较，从而得出开关信号。电
流模式稳压器是检测上位 MOS 管的电流波形与误差放大器的输出相比较而产生开关信号， 这
样的好处是能够实现每个开关周期控制，也就是逐周期地限制 MOS 管的峰值电流。

优势
· 电源设备增益可提供一种单极点滚降，补偿器只需要一个简单的单极点网络就能实
现高带宽、高增益的特性，因此动态响应快，稳定性高;
· 具有抑制输入扰动能力;
· 逐周期电流限制保护;
· 能够很方便实现均流，在多个并联的时候只需要保持误差放大器输出的控制电压保
持一致即可。
劣势
· 因为它是逐周期的限制电流，所以对噪声比较敏感;
· 由于续流二极管的反向恢复特性会导致 MOS 管开通时会叠加前沿尖峰电流，当占空
比减少到一定程度时就无法判断是真实电流波形还是尖峰电流;
· 需要检测电阻器。

这种方式主要是通过另外一种方式来采样电流。传统的电流模式控制中电流采样实际上
是采样流经电感上的纹波电流，那么我们可以换一种方式来的得到这个电流的斜坡来进行采
样，从而得到一个干净的电流信号。电感纹波电流的上升斜坡等于 di/dt = (Vin - Vout)
/ L1，如果把稳压器的输入和输出都引入芯片，然后用它们的差值产生一个受控的恒流源对
外接电容进行充放电，当压差高时恒流源电流大，压差低时恒流源电流小，只要选择准确的
电容，就能通过这种方式精确的模拟出电感上的纹波电流，得出公式： dv/dt = (Vin - Vout)
/ CRAMP，最后通过检测二极管续流阶段的电流量并保持它，让它作为连续模式波形中下一
周期的连续分量，再进行叠加，从而完整的模拟出电感的整个电流波形。

如图为电压控制模式的应用框图，它可以分成三大部分，分别是误差放大器和反馈网络
构成的反馈调节部分； 第二部分是调节器， 这一部分没有采样电流的波形，而是内部产生一
个三角波，让它和误差放大器的输出进行比较来得出 PWM;第三部分是输出滤波器，负载和
输出滤波是密不可分的一部分，所以在计算时要充分考虑输出负载带来的影响。
优势和劣势
优势
· 稳定的调制/对噪声不太敏感
· 单一反馈路径
· 能在很宽的占空比范围内工作
劣势
· 环路增益与 VIN 成正比
· 双极点 LC 常常需要 Type III 补偿
· CCM 与 DCM 的差异– 补偿难题
· 对输入电压变化的响应速度缓慢
· 必须单独实施电流限制

降压转换器的功能在于降低输入电压，使之与负载匹配。降压转换器的基本拓朴由主开关和断开期间所用的二极管开关构成。当一个MOSFET与续流二极管并联时，它就被称为同步降压转换器。这种降压转换器布局的效率比过去的降压转换器更高，这是因为低边MOSFET与肖特基二极管采用了并联方式。

非同步降压转换器，集成了低RDS（ON）的高边MOSFET。为了提高轻负载时的效率，脉冲跳跃生态模式™功能会自动启动。此外，1μA关断电源电流使该器件成为电池供电应用。内部斜率补偿电流模式控制简化了外部补偿计算，减少了元件数量，同时允许使用的陶瓷输出电容器。一个电阻分压器方案的输入欠压闭锁滞后。瞬态过电压保护电路限制了启动和瞬态过冲电压条件。按计划周期电流限制，频率折返和热关断周期保护在过载情况时，负载设备

如何区别dcm和ccm

DCM为电流断续模式,CCM为电流连续模式,在对纹波要求较高时可以考虑用CCM模式.但DCM模式的转换效率更高些属于能量完全转换,

但同时纹波较CCM要高.那么CCM和DCM是由变压器的那些参数决定的呢!!假定是单端反激式开关电源,并且电路已经确定不变,如果要是

电源工作在CCM模式,变压器的哪些参数应该要高些;如果要工作在DCM模式,变压器的哪些参数要高些.

关于开关电源的CCM和DCM状态是指变压器磁化电流，其实反激式开关电源副边电流工作状态有三种： 磁化电流的临界状态：此时初级关断电间Toff=次级电感与输出电压之比再除以次级峰值电流。 磁化电流的非连续状状DCM：Toff>次级电感与输出电压之比再除以次级峰值电流。 磁化电流的连续状状CCM：Toff≤次级电感与输出电压之比再除以次级峰值电流。

死区时间的定义

死区时间是PWM输出时，为了使H桥或半H桥的上下管不会因为开关速度问题发生同时导通而设置的一个保护时段。通常也指pwm响应时间。 　　 由于IGBT（绝缘栅极型功率管）等功率器件都存在一定的结电容，所以会造成器件导通关断的延迟现象。一般在设计电路时已尽量降低该影响，比如尽量提高控制极驱动电压电流，设置结电容释放回路等。为了使IGBT工作可靠，避免由于关断延迟效应造成上下桥臂直通，有必要设置死区时间，也就是上下桥臂同时关断时间。死区时间可有效地避免延迟效应所造成的一个桥臂未完全关断，而另一桥臂又处于导通状态，避免直通炸模块。 　　 死区时间大，模块工作更加可靠，但会带来输出波形的失真及降低输出效率。死区时间小，输出波形要好一些，只是会降低可靠性，一般为us级。一般来说死区时间是不可以改变的，只取决于功率元件制作工艺！

死区时间

死区时间是PWM输出时，为了使H桥或半H桥的上下管不会因为开关速度问题发生同时导通而设置的一个保护时段。通常也指pwm响应时间。

死区时间时序图如右图所示：

  死区时间时序图

由于IGBT（绝缘栅极型功率管）等功率器件都存在一定的结电容，所以会造成器件导通关断的延迟现象。一般在设计电路时已尽量降低该影响，比如尽量提高控制极驱动电压电流，设置结电容释放回路等。为了使IGBT工作可靠，避免由于关断延迟效应造成上下桥臂直通，有必要设置死区时间，也就是上下桥臂同时关断时间。死区时间可有效地避免延迟效应所造成的一个桥臂未完全关断，而另一桥臂又处于导通状态，避免直通炸模块。死区时间大，模块工作更加可靠，但会带来输出波形的失真及降低输出效率。死区时间小，输出波形要好一些，只是会降低可靠性，一般为us级。一般来说死区时间是不可以改变的，只取决于功率元件制作工艺！死区时间是指控制不到的时间域。在变频器里一般是指功率器件输出电压、电流的“0”区，在传动控制里一般是指电机正反向转换电压、电流的过零时间。死区时间当然越小越好，但是为了安全保护作用又需要它，因此不能没有。最佳的设置方案是：在保证安全的前提下，越小越好。以不炸功率管、输出不短路为前提。

 

输出滤波器，又名“出线滤波器”，是“变频器专用型输出滤波器”的简称

输出滤波器安装于变频器的电力输出线与电机之间，不但能有效滤除变频器输出电流中的高次谐波，减小由高频谐波引起的附加转矩，降低电机温升及电机运行噪音，而且能有效抑制变频器的输出侧的浪涌电压，保护电机，提高变频调速系统的功率因数。

输入电容器的设计考虑因素1

对于自举转换器而言，输入电容器可发挥两大操作功能。首先，输入电容器在软启动过程中充当电源，不仅为转换器栅极驱动提供电流源，而且还为软启动过程中连接至集成电路（Ic）的所有其它电路系统提供电力。其次，输入电容器能够过滤来自转换器电路或其它电路的噪声。转换器运行时，控制IC的输入电容器可向场效应晶体管fFET）的栅极提供高电流脉冲，避免较大的电流瞬变导致Ic输入产生较大噪声。

输入电容器的设计考虑因素2

在为电源控制IC选择输入电容器时，首先要采取几个步骤。第一，要明确使转换器电压上升至全电压并能从自举线圈向IC提供电流需要多大电力。第二，要明确电容器上的负载会产生什么样的瞬态波动效应。此外，必须估算电力能。电力能主要包括来自Ic的电容器总负载（包括V…和其他Vcc线路负载）、驱动要求的以及Ic的工作电流等。将V 电容提升到一定电压所需的电荷也要考虑到，因为要从Vcc电容来吸收电流。下一步，就要明确Ic的最小开启和最大关闭电压，也就是众所周知的UVLO阈值或最小磁滞电压滞环。最后，要明确从开始启动到完成启动所需的最长时间。同时，还要记住考虑电容器的容值的偏差问题。上述三大步骤将明确最小需要什么样的大型电容器。在选择高频电容器时，不仅要分析Ic上小型电容器应提供的高频电流，而且还要分析从负载或FET栅极吸收的电流脉冲产生的电压波动。只有考虑到上述全部因素，我们才能设计出安全可靠的Ic输入电容器，满足自举电源转换器的相关要求。

两种常见均流电路

如果均流母线是并联模块电流的平均值，则是平均值均流法;如果是并联模块电流的最大值，则是最大值均流法;如果均流母线是并联模块中的主模块的电流，则就是主从均流法。但是，在这些均流方法中，每个模块都需要有一套独立的PWM控制环。两种常见均流电路:

两路Buck电路并联的均流电路 通过检测RC网络中C两端的电压，作为电流信号，几路电流信号(本例只有两路)通过一个相同的电阻就得到了平均值均流母线，平均值均流母线电压值与负载有关，表征负载电流的大小。然后将每路采样来的电流信号与母线电压比较，得到误差信号，去修正输出电压参考信号，从而对PWM控制器的占空比输出进行微调，达到均流和稳压的目的。

开关电源电路开关频率的计算公式

开关频率决定了电路中电感的大小，大的频率可以使用较小的电感，但这会增加电路的损耗。典型的频率应在20～150 kHz左右，欧洲的电压是230 V，可以用较小的频率；北美的电压是120 V，因此选择100 kHz是一种好的折中方案。电路中的振荡电阻可以通过下式计算：
fosc=22000／(Rosc+22)
式中，Rosc的单位为kΩ

交流输入电感的设计
设输入有效值为120 V，Iled为350 mA，fosc为50 kHz，10个LED的正向压降Vleds为30V；则：
Vin=120×1.41=169 V
那么，开关占空比：
D=Vleds／Vin=30／169=0.177
Ton=D／fosc=3.5 ms
L=(Vin-Vleds)Ton／(0.3Iled)=4.6 mH
 输入滤波大电容的设计
输入滤波电容应确保整流电压值始终大于两倍的LED串电压，假设电容两端有15％的纹波电压，那么，其电容的简单计算方法如下：
Cmin=0.06IledVleds／Vin2=22μF
因此，选择值为22μF／250 V的电容作为输入滤波电容。

恒定导通时间（COT）降压稳压器学习心得

迟滞结构的主要缺点是开关频率随着输出电压变化也会产生相当大的改变。改善该现象的方法称之为恒定导通时间控制(COT)，它在仅稍微增加复杂度的条件下能够提供极佳的频率控制性能。在信号路径中加入单触发定时器。单触发的周期是输入电压的反比例函数。导通时间的编程仅需要在输入电压Vin处添加一个电阻。 透过表面现象我们可以发现，它仍然是一个迟滞控制电路，而且它仍然需要在反馈引脚处施加一个纹波电压。该方案可以去除上边界阈值，取而代之的是可编程导通时间。但是下边界阈值仍然需要输出电压具有足够的纹波，从而能够从中辨别出输出下降的开启点。 

多路径角度调制器增益的连续校准方法

一种多路径角度调制器，包括向主控制环路添加的闭合辅助环路，其用于自动调整与高频增益有关的缩放因数。把主控制环路配置成主路径，以处理角度调制信号的低频部分，把辅助环路配置成辅助路径，以处理角度调制信号的高频部分。在系统执行其主要操作的时候，辅助环路检测校准信息，并用它连续地实时校准调制环路中的增益，从而，无需关闭系统或校准特定的时间（例如，暂停时间），即可平衡调制路径。校准作为背景进程连续地进行。此角度调制器适用于所有调制类型的系统。

误差放大器

误差放大器是指用来放大“误差”信号的放大器，与其他放大器的区别主要在被处理信号类型不同。在控制环路中，

误差放大器将误差信号（输出与参考之差）放大，以提高控制系统的灵敏度，提高调节精度（降低调节误差）。有些

误差放大器的输入误差总是固定的，改变的是误差放大器的增益。

开关电源使用的误差放大器内部原理

用基准电压源T431  IC，与输出的电压进行误差放大比较，然后将取样电压经过光电偶合器反馈控制脉宽占空比，达到稳定电压的目的。

电压源就是给定的电压，随着你的负载电阻增大，电流减小，理想状态下电压不变，但实际上电压会在传送路径上消耗，你的负载增大，

路径上消耗减少。电压源的内阻相对负载阻抗很小，负载阻抗波动不会改变电压高低。在电压源回路中串联电阻才有意义，并联在电压源

的电阻因为它不能改变负载的电流，也不能改变负载上的电压，这个电阻在原理图上是多余的，应删去。负载阻抗只有串联在电压源回路

中才有意义，与内阻是分压关系。

开关电源控制环设计

在开关模式的功率转换器中，功率开关的导通时间是根据输入和输出电压来调节的。因而，功率转换器是一种反映输入与输出的变化而使其导通时间被调制的独立控制系统。由于理论近似，控制环的设计往往陷入复杂的方程式中，使开关电源的控制设计面临挑战并且常常走入误区。下面几页将展示控制环的简单化近似分析，首先大体了解开关电源系统中影响性能的各种参数。给出一个实际的开关电源作为演示以表明哪些器件与设计控制环的特性有关。测试结果和测量方法也包含在其中。

仿真电流模式的实现原理

仿真电流模式的电路结构如图2所示,用以实现对外部电感电流的仿真跟踪。图2中,Vout为电源需要输出的电压,这个信号由CPU输出给Buck控制芯片,经过控制器内部DAC转换为模拟信号。外部功率开关管采用同步N型MOSFET。PWM为控制芯片输出给外部高边功率开关的驱动信号,PWM是其取反信号。

采用仿真跟踪电流模式的Buck电路实现方法,其特点是在芯片内加设一电路模块,实现对外部电感电流变化波形的仿真跟踪,以取代传统电流模式采用的对实际电感电流的检测(简称为仿真电流模式);在保留电流模式固有的前馈控制等优点的前提下,避免了外部电流检测电路所需要的延时,解决了在电流模式中精确快速得到电流信息的问题。

恒定导通时间控制

高输入输出电压比降压稳压器的另一种解决方案是恒定导通时间(COT)控制。这种方案可以理解为一个门控单稳态触发器，当输出电压低于阈值电压时，反馈比较器将触发下一个降压开关导通。恒定导通时间控制非常适合高输入输出电压比的应用，因为这种单稳态触发器的导通时间可以设置得非常短，并且可以通过反馈比较器调节关断时间以获得必要的低占空比。低电压下的PWM斜坡的噪声敏感性会被完全消除。由于不需要误差放大器和环路补偿元件，恒定导通时间技术在简单、低成本的直流变换器中已经应用多年。该方法的主要问题是由于输入电压变化和可能的次谐波振荡造成的频率变化。

为了实现快速、准确地测量电流所面临的挑战难题可以由一种新型专利方法解决，这种方法可以模拟出降压开关电流而无需实际测量该电流。降压开关电流波形可以分解为两部分，基波和斜坡。基波代表电感电流的最小值(波谷)。电感电流的最小值刚好在降压开关导通前得到。通过在降压开关导通前对高速二极管电流进行采样保持，就可以获得基波电流信息。

降压开关电流波形的另一部分是到波峰的正斜坡。斜坡电流的斜率为di/dt=(VIN－VOUT)/L。与这个斜坡电流等价的信号可以由一个与VIN－VOUT成比例的电流源和一个电容(CRAMP)生成。如果电流源(IRAMP)受输入输出电压差的控制，电容的充电斜率即为dv/dt=K×(VIN－VOUT)/CRAMP，其中K是电流源比例常数。CRAMP值的选取应使得电容电压的上升斜率与电感电流的上升斜率成比例。

 降压稳压器可以有效地将未经稳压的高输入电压步降为稳定的输出电压。在输入电压较高的直流变换应用中，降压稳压器相对于线性稳压器转换效率要高得多。但是，在要求高输入输出降压比的应用中，使用降压稳压器对脉宽调制(PWM)控制器会提出更高的要求。因为降压稳压器开关的占空比大致等于输入输出电压比(V_OUT/V_IN)，具有高输入输出电压比的降压直流变换器必须控制非常窄的PWM脉冲。

为了减小电感和电容的尺寸，降压稳压器的开关频率通常会设置得很高。高开关频率和低占空比意味着控制器的脉冲宽度会非常小。例如，一个输入、输出电压分别为66V和3.3V的降压稳压器，降压开关占空比大约为5％。在典型的300kHz开关频率下，降压开关的PWM脉冲宽度仅仅为166ns。

降压稳压器的控制方式或电路拓扑包括电压模式(VM)控制方式、电流模式(CM)控制方式、迟滞控制方式和恒定导通时间(COT)控制方式。由于电流模式控制方式可以很容易地实现环路补偿、FET开关保护以及固有前馈补偿，因此深受电源设计者欢迎。迟滞控制器和恒定导通时间控制器对负载瞬态变化的响应更迅速，但是它们工作的开关频率不恒定。恒定导通时间控制是一种变化了的迟滞控制，它减少了开关频率的变化，提高了稳定性。

降压型稳压器的输入电流是不连续的，但输出电流是连续的。了解这一点更有利于理解开关电源噪声的来源，提供PCB元件摆放和布线的理论基础，这在应用中非常重要。在降压稳压器工作在电流连续模式时，输出电流的纹波来源于电感纹波与电容ESR之积，基本上与负载无关。另外一个特性是在电压控制模式下，当工作在电流连续模式时，输出电感和电容构成一个LC滤波器，引入双极点，因此必须加以补偿。而工作在非连续模式时，电感电流的平均值的平方与控制电压、误差放大器的输出成正比。

电流控制模式具有很多优点，这也是它应用广泛的原因。首先，无论采用哪种传导模式（连续或非连续模式），电流模式控制都是单极点系统，采用简单的补偿即可获得大带宽和稳定裕量，且电流回路可以迫使电感器充当一个受输入电压控制的恒流源。其次，电流控制模式是一种输入前馈系统，具有高动态响应速度，可以将输入电压瞬变对输出电流的影响降至最小。此外，它可以通过误差信号的外接，实现峰值电流控制和多个转换器的均流控制。

模拟电流控制模式的另外一个优势是“超前电流限制”，这是因为电感器电流的测量发生在接通降压开关之前。在高输入电压、极端短路情况下，如果电感器电流未降至电流限阈值以下，则降压开关会跳过数个周期，这样即可防止电感器电流的失控。NS公司提供了Simple Switcher系列控制芯片，除了具有模拟电流模式控制外，还提供了同步引脚控制，可以轻松实现同步控制，有效避免拍频现象。

散热控制

结到环境的热阻θJA 取决于应用条件。实际热阻随器件封装类型、裸露垫盘下的通孔的数量和直径、接地面的面积和厚度、强制空气冷却风量和PC板总功耗的变化而变化。热阻的单位是℃/Watt。如已知设备的功耗PD ，则结温的计算公式为TJ=TA +（P D +θJA ）。
结到外壳的热阻 θJC 部分取决于应用。已知功耗P D 和器件外壳的温度Tc，则可以通过下面的公式计算结温T J =Tc+(P D + θ JC ) 。

DC/DC转换器的短路保护有逐周期保护、打嗝模式（间歇工作）保护、降频率 保护、通过欠压实现短路保护及自锁保护等几种方式。
逐周期保护便于自恢复，同时瞬间过载能力较强，但器件热应力较大；打嗝模式可以减小热应力，同时又能实现自恢复，但会表现出较 弱的瞬 间过载能 力 ；降频率是一种折中方法，但有可能产生音频噪声；通过欠压实现保护是较便宜的一种设计方式， 可以实现保护但自恢复能力较差；自锁保护是最安 全的一种方式，但同样不适用于需要自恢复的场合。

影响DC/DC转换器的工作频率有哪些因素？

选择工作频率时，首先应根据系统的噪声要求限定工作频率的范围。另外选择较高的工作频率可使用较小的电感和电容，有利于减小系统板的尺寸。但较高的工作频率使IC本身及对外部场效应管的门极驱动损耗增大，有可能降低轻载下的转换效率。

当PCB内同时有开关电源和线性电源时，开关电源模块的地和线性稳压模块的地如何处理？

这取决于对噪声的具体要求。一般情况下开关电源的地可以与线性稳压器的地以地平面的方式连接，这样相互间受到电流瞬变带来的基准电平变化的影响较小。但前提是，开关电源的脉冲电流回路要尽量小，以保证其产生的开关噪声最小。在对输出噪声要求极高，而线性稳压器的负载与开关电源的负载无关时，可以以共模电感或磁珠将二者的地和连接隔离。

一般来说，如何抑制DC/DC转换器的尖峰电压？

输出电压的尖峰有两种，我们称之为输出纹波和输出噪音。输出纹波是由电感的纹波电流在输出电容的等效串联电阻上产生的，可以通过减小 输出电容的等效串联电阻和加大电感量来减小。而输出 噪 音比较复杂，但主要是因为PCB布线 引起的，只要注意地的布线，减小功率环路的面积即可减小这种噪音。

仿真电流模式工作原理

一种采用仿真跟踪电流模式的Buck电路实现方法,其特点是在芯片内加设一电路模块,实现对外部电感电流变化波形的仿真跟踪,以取代传统电流模式采用的对实际电感电流的检测(简称为仿真电流模式);在保留电流模式固有的前馈控制等优点的前提下,避免了外部电流检测电路所需要的延时,解决了在电流模式中精确快速得到电流信息的问题。

变频调速的基本控制方式与基准电压、基准频率的关系电机用变频器调速时有两种情况--基频（基准频率）以下调速和基频以上调速。必须考虑的重要因素是：尽量保持电机主磁通为额定值不变。如果磁通过弱（电压过低），电机铁心不能得到充分利用，电磁转矩变小，负载能力下降。如果磁通过强（电压过高），电机处于过励磁状态，电机因励磁电流过大而严重发热。

PWM型开关电源把输出电压的采样作为PWM控制器的反馈电压，该反馈电压经PWM控制器内部的误差放大器后，调整开关信号的占空比以实现输出电压的稳定。但不同的电压反馈电路，其输出电压的稳定精度是不同的。首先对电流型脉宽控制器UC3842（常用的三种稳定输出电压电路作了介绍，分析其各自的优缺点，在此基础上设计了一种新的电压反馈电路，实验证明这种新的电路具有很好的稳压效果。

仿真跟踪电感电流的方法除解决了电流检测造成的延时问题外,还具有其他优点。首先,该方法保留了前馈控制的功能,当输入电压上升或要求输出的电压下降时,电容电压上升斜率增加,因此直接减小了占空比。其次,在多相同步Buck电路的应用中,该方法很容易实现各相间的热平衡。因为多相应用将共用电压环路中的电压误差放大器,其输出的COMP信号对于各相都是相同的。

放大器的设计主要有三个设计要点:首先,在电容C放电时,共模输入电压接近于地电位,因此,在差分输入级前加上射级跟随器,以抬高输入电平,这样可使共模输入范围下限扩展到-500mV。其次,由于在输入端有大的阶跃信号变化,因此,在放大器的输入级和输出级分别加上电位箝制电路。最后,由于放大器要求有大的带宽和相位裕度,因此,采用典型的两级放大器结构,使用米勒电容和去零电阻进行补偿。在输出端,使用射随器作为输出级,减小输出电阻,增大驱动能力。

 LDO中的过流保护技术一直是影响LDO系统稳定运行的关键。过流保护的目的是为了把输出电流限制在一个固定的范围内，在输出短路或过载时对整个系统或负载进行保护。然而，目前比较常用的过流保护电路都存在一些诸如可靠性、过流关断功耗等问题，限制了这些过流保护电路的应用范围。传统的过流保护电路存在可靠性差，过流关断功耗高等不足之处。

近几年来，电子设备尤其是便携式装置持续地向着更小、更轻、更薄的要求发展，并且要求频率更高的开关电源，因此，也要求DC/DC变换器更小、更轻、更薄。这除了要减小其尺寸和厚度外，绕线式电感器也常常为高频开关电路所选用。总之，单片型电感器必须满足多种范围的电感值需要。随着手机等多功能设备的发展需求，小型、薄轻、大电流等电感器将越发为产学研等单位的关注和重视，并因此引导其新技术、新材料、新设计和新工艺的开发应用。

下载电子书看第一页的时候，就再想Ti真不愧是大公司，有着非常长远的眼光，在这里不但介绍了公司的产品，也教会了不少搞设计的人，可以说让我们这些一直在学习中的人获取了不少的知识。在此也谢谢你们的无私奉献，谢谢。对于此遍文章我得仔细的拜读，好好的体会一下其中一些运用工式，与结构上的分析，也希望更多的朋友来下载此文章

您好，请问HALCoGen里创建的TMS570LS20216的工程里，为什么CCM-R4模块是不能用的（灰色的）？而且CCM的寄存器也没有定义？

降压稳压器第一章有感：

这章首先从同步于非同步出发，阐述了降压稳压器的四种类型，分别是内置FET的同步稳压器，内置FET的非同步稳压器，外置FET的同步稳压器，外置FET的同步稳压器，那么同步于非同步最重要的一点是开关断开时是由二极管续流还是MOS管续流。我们知道，凡是正确的拓扑结构必须满足能量守恒，所以开关打开时电感电流的增量和开关断开时电流的变化量是相等的，这也是伏秒法则的一个出发点。所有的拓扑结构中，都有CCM模式和DCM模式，降压稳压器也如此，要区别这两种模式，就是在一个周期内，电流是否会降到0，我们常常需要根据不同要求来选择合适的工作模式。

降压稳压器第一章感悟2：

在同步降压稳压器中，我们会用到两个MOS管，于是我们在设计时就要考虑到两个MOS之间的微妙关系，文中给出了三个原则，这是哪个原则都是为了避免较大的纹波电流，防止较大纹波电流对器件造成伤害。在第三条原则中，提到了要保持两个MOS管在一段时间内要全部关断，而这个时间我们常常称之为MOS管的死区时间，死区时间一般来讲有固定死区时间和自适应气死区时间这两种控制方式，从控制角度讲，应该都用自适应控制。文中接下来讲到了降压稳压器的控制模式，主要有电压模式控制、电流模式控制和迟滞，模式控制，不同的模式有其优点和缺点，作为研发人员，我们要根据不同情况去选择不同的模式。

降压稳压器第二章感悟：

第二章的内容讲的是多相降压稳压器，顾名思义，多相值得就是把多个降压器并联起来，但是我们必须注意，多相降压器的输出相位必须是交错的，具体交错多少相位是360角度除以相应的相数。我们在设计时，为了散热，有时候可以考虑把多个mos管并联进行操作，但是mos不能并联太多，这样会导致导通性能变差，效率下降。如何确保驱动较多mos的电路设计呢，我们可以采用PWM信号来进行控制。在设计输出电路时，我们往往会考虑很多，滤波就是其中的重要一部分，它是功率链的一部分，要提高效率，提高产品性能，就要重视输出输出滤波器的设计。

降压稳压器第二章感悟2：

文中提到了采用COT的多相优势的实例，这个实例自己没学过，自己好好地看了下。那么它的重点在于COT控制的用作，也就是恒导通时间控制，COT要控制住上管MOS管在满载切换到无负载的时候要让它保持关断，知道它电压降到合理的范围内，从这个模式我们可以看出，多相比单相有优势，COT控制对MOS管有一定的控制作用，可以减少输出纹波电压，减少直通带来的影响。在设计时，在满足参数要求下，我们可以考虑采用小电感，以方便节省材料，另一方面提升性能。接下来，谈到了输入纹波电流，通过图形比较我们可以清楚的看到，多相可以一定程度上减小纹波电流。同时，多相中我们要考虑均流，这是多相中存在的一个问题。