DC/DC

开始电源设计时，如果大概的规格已定，其次便是进入选择开关稳压器或线性稳压器的作业。为满足要求规格虽然有的情况必须选择其一，不过两者皆可的例子也不少。此时，须以各自的特征和优缺点为主进行探讨。图29为开关稳压器的优点和缺点，而图30则试着与线性稳压器做总比较。

最大的优点，是可以自由转换。虽然降压最常被利用，不过也可从电池等低电压升压、使其从正电压反转来制作负电压、或3.3V般输入跨越输出电压时也可从锂离子二次电池（例：4.2V～2.8V）升压。

其次，是效率高。虽然也视种类而定，不过最大效率可达95%左右。但是，开关稳压器的效率因负载电流的大小而变。基本上，负载电流变小时效率会大幅度下滑。对此，近年待机功耗降低要求日趋严格，成了开关稳压器的课题。

<strong>开关稳压器</strong>

近年来，开关稳压器由于其功率转换效率高或转换可调性而被许多设备所利用，成为电源的主流。过去，一说到开关电源便想到购买模块或单元等成品，近年来，则可提供多种多样的开关电源用IC，使设计者得以致力于电路基板上编入开关电源的on-board设计。但同时，与线性稳压器不同的开关电源电路所拥有的各种探讨事项将成为设计者的一大课题也是不争的事实。

本项将以降压型开关稳压器为题材来说明其工作或功能等基础。

<strong>开关稳压器的种类</strong>

开关稳压器有许多种类，分类方法也视其观点而各有不同。在这里，姑且从输入电源的种类开始，以电路方式进行主要分类。首先，输入电源可以利用DC（直流）或AC（交流）分成DC/DC转换器和AC/DC转换器（参考图27）。这里记载的“DC/DC转换器”表示以输入电源身分将DC电压转换成DC电压后输出，而“AC/DC转换器”则表示以AC输入转换成DC电压。

线性稳压器的最大优点在于使用简单。由于输入和输出各只附1个电容器工作，实质上或许可以说不需要设计。换句话说，散热设计或许比电路设计麻烦（参考热计算1－6）项）。此外，因为没有开关电源般的开关噪声，纹波抑制特性或电压噪声本身也小，所以在例如AV、通讯、医疗、测量等必须排除噪声的应用上较受欢迎。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-04/博客/100042157-65862-z1.gif&quot; alt=“图 7:应用例” width="600"></center><center><i>图 7:应用例</i></center>

这里所提的线性稳压器是IC（Integrated Circuit/集成电路），与其他的IC，例如运算放大器等，同样有表示特性或性能的规格。规格的英语为Specification，有方法、标准、基准等含义。线性稳压器的技术规格即规格表，其中有表示输出电压值及其精度等。这些称为参数。技术规格除了参数之外，还记载了最大额定值、工作保证条件、特性图表等非常重要的信息。图-9为基本技术规格、规格确认点及规格表例。

绝对最大额定值定义为连一瞬间都不可超过的值。其中虽然然有时会包含短路时间等时间概念的项目，不过基本上任何时间都不可超过，当然更没有±5%的公差值。有时会出现：“超过的话会如何？”或“有多少余量？”等提问。或许大家有兴趣知道，不过考虑绝对最大额定值的定义后就了解这问题并没有讨论的空间，应该探讨的是如何让使用上的最大值不超过最大额定值，或是使用较充裕的最大额定值。

保证规格值的条件非常重要，例如确认施加电压或温度等。实际使用条件和规格要求条件未必一致。例如，如果条件为Ta=25℃，其保证值则终究为Ta=25℃下的值。然而，实际使用上并非Ta=25℃这样的恒温条件中。因此，查看规格值时务必确认是否为某一点值、某范围，例如工作保证温度的值，然后再确认实际使用条件及接近设计设备工作条件的值。附带的特性图表可有助于判断。

系列稳压器、三引脚稳压器、降压器、LDO。这些想必有听过的名称全都是指线性稳压器。除了这些名称，根据其功能或方式可以分成几类。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-04/博客/100042078-65529-y1.gif&quot; alt=“图 3:线性稳压器的体系” ></center><center><i>图 3:线性稳压器的体系</i></center>

首先，大致分类的话可以分为正电压用和负电压用。另外，负电压用种类并不多。其下可分为固定输出型和可变输出型。固定型有输入、输出、GND等3引脚，以标准型号78xx（正）、79xx（负）型为代表。IC内置设定用的电阻，反馈引脚无须外露。可变型如图1例所示，如果为GND基准型，反馈引脚会露出变成4引脚。可变型还有无GND引脚的浮动工作317(正)、337(负)等类型，这些为3引脚。

线性稳压器又称为三引脚稳压器或降压器等，由于电路简单而容易使用，是许多设计者以前早就耳熟能详的电源。过去由分立器件所构成，IC化普及后变得既简便又小型，被使用在各种不同电源的应用中。近年电子设备要求必须具有高效率，需要大输出功率的设备逐渐以开关电源为主流，不过简单又省空间且低噪声的线性稳压器则是哪里都用得到的电源。

本项从线性稳压器的工作原理开始，说明其主要规格与热计算。

<strong>线性稳压器的工作原理</strong>

线性稳压器基本上由输入、输出、GND引脚所构成，可变输出则在此增加反馈输出电压的反馈（feed back）引脚(参考图1)。

线性稳压器内部电路概述如图2所示。基本上由误差放大器（误差检测用运算放大器）、基准电压源、输出晶体管所构成。输出晶体管虽用Pch MOSFET，但也可使用Nch的MOSFET、双极的PNP、NPN晶体管。

<strong><font color="#FF0000">作者：德州仪器 Akshay Mehta， Sreenivasa Kallikuppa</font> </strong>

本文将介绍与分立电源解决方案相比，电源模块帮助提高DAQ性能的一些方法。

<strong>DAQ的电源架构</strong>

在DAQ中，跨多个子系统看到并联电源轨和不同的负载电流（和纹波）要求并不罕见。图1展示了DAQ系统的电源架构以及电源模块如何为各种子系统生成所需的电源轨。