降压稳压器

高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的快速发展增加了实时数据处理的复杂性和需求，这需要高性能处理器来处理物体识别、传感器融合和决策等任务。

目前最常见的开关稳压器拓扑之一是降压型开关稳压器。降压稳压器IC通常采用内置控制器和集成FET进行降压转换。不仅如此，降压稳压器IC还可应用到各类设计中，如反相电源、双极性电源以及单个或多个独立电压输出的隔离电源。本文介绍了各种降压稳压器的设计，阐释它们的工作原理，并讨论实现这些设计需要考虑的实际因素。

<strong>采用降压稳压器IC的降压转换器</strong>

瑞萨电子ISL8541x系列降压稳压器IC具有集成的上管和下管FET、内部启动二极管和内部补偿，可最大限度地减少外部元件数量，实现非常小尺寸的整体解决方案。此外，该系列稳压器IC具有3V~40V的宽输入电压范围，可支持多节电池和各种稳压电压输出。本文将以ISL85410降压稳压器IC为例详细解释各种应用设计。

电源设计中，当所需电压低于系统中的可用电压时，则需要使用降压转换器。例如，采用12V电池作为输入电压的系统，需要输出5V、3.3V或1.2V电压，以便为微控制器、I / O、存储器和FPGA供电。通过有效地将高电压转换为低电压，降压转换器可延长系统内的电池寿命、减少散热并提高可靠性。图1为使用ISL85410降压稳压器IC的降压转换器的简化原理图。

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。

<strong>一、LDO和BUCK降压稳压器对比</strong>

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。

<strong>前言</strong>

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。

本视频将为大家讲解电流模式下的 LED 降压稳压器。

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同步降压稳压器广泛用于工业和基础设施应用，可将12V电源轨步降至适合微控制器、FPGA、内存和外设I/O的负载点输入，最小可低至0.6V。为防止这些开关稳压器由于过量电流而损坏，过流保护（OCP）功能非常关键。一般会采用逐周期电流限制，因为响应速度快。该方案使开关稳压器持续以最大负载电流工作，但同时会产生过量的热，并有可能降低系统可靠性。使用二级保护方案（如打嗝模式和闭锁模式）能解决可靠性问题，同时改善平均故障间隔时间（MTBF）。

本文讨论了几种流行的OCP方案，并解释了这些方案的工作原理，及其在降压稳压器中的实现方式。另外我们还将讨论电源设计工程师所面对的实际考虑事项，帮助他们为其应用做出最合适的选择。

<strong>采用逐周期电流限制的过流保护</strong>

电流模式控制（CMC）降压转换器因为有许多优势而在近年来变得非常流行。其主要优势之一是其只需通过COMP电压箝制即可实现内在的逐周期电流限制。图1显示了一种峰值CMC降压转换器的框图，我们以它为例来解释各种OCP方案。