目前最常見的開關穩壓器拓撲之一是降壓型開關穩壓器。降壓穩壓器IC通常采用內置控制器和集成FET進行降壓轉換。不僅如此，降壓穩壓器IC還可應用到各類設計中，如反相電源、雙極性電源以及單個或多個獨立電壓輸出的隔離電源。本文介紹了各種降壓穩壓器的設計，闡釋它們的工作原理，并討論實現這些設計需要考慮的實際因素。
 
采用降壓穩壓器IC的降壓轉換器
瑞薩電子ISL8541x系列降壓穩壓器IC具有集成的上管和下管FET、內部啟動二極管和內部補償，可最大限度地減少外部元件數量，實現非常小尺寸的整體解決方案。此外，該系列穩壓器IC具有3V~40V的寬輸入電壓范圍，可支持多節電池和各種穩壓電壓輸出。本文將以ISL85410降壓穩壓器IC為例詳細解釋各種應用設計。
 
電源設計中，當所需電壓低于系統中的可用電壓時，則需要使用降壓轉換器。例如，采用12V電池作為輸入電壓的系統，需要輸出5V、3.3V或1.2V電壓，以便為微控制器、I / O、存儲器和FPGA供電。通過有效地將高電壓轉換為低電壓，降壓轉換器可延長系統內的電池壽命、減少散熱并提高可靠性。圖1為使用ISL85410降壓穩壓器IC的降壓轉換器的簡化原理圖。
 
 
輸出電壓與輸入電壓具有相同的極性，連續導通模式（CCM）中的電壓轉換率可表示為：
 

（1）                                                      

  

其中D是占空比，范圍從0到1，表示輸出電壓（VOUT）始終小于或等于輸入電壓（VIN）。
 
采用降壓穩壓器IC的反相電源
雖然電子系統通常使用正電壓，但有時也需要使用負電壓。在這種情況下，需要反相電源用正輸入生成負電壓。為滿足這些應用需求，比較常見的解決方案之一是使用反相降壓-升壓轉換器。
 
圖2比較了降壓轉換器與反相降壓-升壓轉換器的功率級，表明可以通過切換FET Q2和電感L1來獲得反相降壓-升壓轉換器。這種拓撲變化會產生不同的電壓轉換比和輸出電壓的反相極性：
 

（2）                                              

  

在反相降壓-升壓轉換器中，輸出電壓幅度可以高于或低于輸入電壓，并且輸出電壓相對于輸入電壓源的接地是負的。
 

  

 

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