DC-DC｜評估篇
開關式穩壓器的基本：降壓運作原理
2016.11.16
重點
・開關穩壓器有AC-DC和DC-DC，其中亦有各種不同的變換方式。
・要選擇最佳設計方式，必須先理解各方式的優點和缺點。
・理解DC-DC變換係藉由開關方式以時間來分割輸出所必要之能源，然後耐其整流-平滑，再變換成DC。
・除非理解各節點之電流和電壓波形，否則無法評估。
從這裡開始以最常利用的降壓型開關式穩壓器為例，說明運作原理。
降壓DC-DC變（轉）換藉由開關對所謂VIN的DC電壓進行時間分割，接著再藉由電感和電容平滑化來變換成所希望的DC電壓。降壓DC-DC變換的概念式電路和運作如下所示。
若以PWM運作做説明，在S1=ON/S2=OFF時提供VIN電壓之時間為25%脈衝周期，而在S1=OFF/S2=ON時零伏特（GND）狀態為75%脈衝周期，將其脈衝平均化後變為25%之DC。若VIN為10V則Vo變成25%之2.5V。
實際的PWM由於被平均化的輸出負載電流會變動，故ON時間始終一定的話電壓會依賴負載電流升降。那麼，因為不是穩壓器，所以輸出一下降會增加ON時間，從輸入送出更多的能源使輸出電壓上升。輸出電壓充分恢復後，這次將縮短ON時間來停止輸出上升。
下方電路為取代概念圖之實際電路。開關S1以MOSFET置換，S2則被置換為蕭特基二極體（Schottky diode），被割愛之比較電路和控制電路亦有標示。此為代表性開關式降壓電路，亦稱為非同步或二極體整流式。
降壓開關式穩壓器的運作
- 與基準電壓進行比較，檢查輸出電壓是否為設定電壓
- 低於設定電壓時，開關變為ON，功率從輸入供往輸出
- 此時，電感會蓄積磁能
- 若輸出電壓高於設定電壓，則開關OFF
- 電感所蓄積之磁能變為電流被供往輸出負載，再返回電感
- 電感之磁能消失，輸出電壓開始下降，開關再次為ON
實際電流及電壓之開關波形也有記載。S1為MOSFET之開關式電晶體，D1為蕭特基二極體，L1為電感，C1為輸出電壓，VIN為輸入電壓。
在這裡己經復習式地說明了開關式穩壓器的基本運作。在進行實際評估時，除了檢查各各節點的電流或電壓波形等之外，亦有必要理解此種基本運作。
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DC-DC
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- 升壓型DC-DC轉換器的輸出漣波電壓 －前言－
- 開關穩壓器的基礎
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- 線性穩壓器的基礎
- 總整理
- 電源電路的七大標配：從低雜訊型到升壓型！
- 何謂DC/DC轉換器？
設計編
評估篇
應用篇
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