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成功运用DCDC降压调节器r
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图1显示了一个采用锂离子电池供电的典型低功耗系统。电池的可用输出范围是3V到42V,而IC需要08V、18V、25V和28V电压。为将电池电压降至较低的直流电压,一种简单的方法是运用低压差调节器(LDO)。不过,当VIN远高于VOUT时,未输送到负载的功率会以热量形式损失,导致LDO效率低下。一种常见的替代方案是采用开关转换器,它将能量交替存储在电感的磁场中,然后以不同的电压释放给负载。这种方案的损耗较低,是一种更好的选择,可实现高效率运行。本文介绍降压型转换器,它提供较低的输出电压。升压型转换器将另文介绍,它提供较高的输出电压。内置FET作为开关的开关转换器称为开关调节器,需要外部FET的开关转换器则称为开关控制器。多数低功耗系统同时运用LDO和开关转换器来实现成本和性能目标。r
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图1典型低功耗便携式系统r
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  降压调节器包括2个开关、2个电容和1个电感,。非交叠开关驱动机制确保任一时间只有一个开关导通,避免发生不良的电流ldquo直通rdquo现象。在第1阶段,开关B断开,开关A闭合。电感连接到VIN,因此电流从VIN流到负载。由于电感两端为正电压,因此电流增大。在第2阶段,开关A断开,开关B闭合。电感连接到地,因此电流从地流到负载。由于电感两端为负电压,因此电流减小,电感中存储的能量释放到负载中。r
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图2降压转换器拓扑结构和工作波形r
  注意,开关调节器既可以连续工作,也可以断续工作。连续导通以连续导通模式(CCM)工作时,电感电流不会降至0;以断续导通模式(DCM)工作时,电感电流可以降至0。低功耗降压转换器很少在断续导通模式下工作。设计的,电流纹波()通常为标称负载电流的20到50。r
  在图3中,开关A和开关B分别利用PFET和NFET开关实现,构成一个同步降压调节器。ldquo同步rdquo一词表示将一个FET用作低端开关。用肖特基二极管代替低端开关的降压调节器称为ldquo异步rdquo(或非同步)型。处理低功率时,同步降压调节器更有效,因为FET的压降低于肖特基二极管。然而,当电感电流达到0时,如果底部FET未释放,同步转换器的轻载效率会降低,而且额外的控制电路会提高IC的复杂性和成本。r
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图3降压调节器集成振荡器、PWM控制环路和开关FETr
  目前的低功耗同步降压调节器以脉宽调制(PWM)为主要工作模式。PWM保持频率不变,通过改变脉冲宽度(tON)来调整输出电压。输送的平均功率与占空比D成正比,因此这是一种向负载提高功率的有效方式。r
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  FET开关由脉宽控制器r
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