【導讀】目前存在許多不同的開(kāi)關(guān)穩壓器拓撲。有些拓撲應用十分廣泛，例如經(jīng)典的降壓型轉換器，也稱(chēng)為降壓轉換器。然而，也有一些少為人知的開(kāi)關(guān)模式DC-DC轉換器，包括Zeta拓撲。這些拓撲分為基本拓撲和擴展拓撲，基本拓撲只使用兩個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)電感和兩個(gè)電容。它們都屬于非隔離式開(kāi)關(guān)穩壓器；即未進(jìn)行電氣隔離的開(kāi)關(guān)穩壓器。此類(lèi)拓撲包括降壓轉換器、升壓轉換器和反相降壓-升壓拓撲。所有其他拓撲都需要額外的元件。例如，SEPIC轉換器還需要耦合電容和第二電感。除了非隔離式開(kāi)關(guān)穩壓器外，還有一些穩壓器是通過(guò)變壓器來(lái)實(shí)現電氣隔離。
電路設計人員通常將電源視為黑盒子或4極元件。其具有兩個(gè)輸入線(xiàn)路和兩個(gè)輸出線(xiàn)路。圖1所示為DC-DC轉換器的框圖符號。頂部是非電氣隔離式DC-DC轉換器，底部是電氣隔離式轉換器。
圖1. 開(kāi)關(guān)模式電源顯示為黑盒子。
圖1中未體現端子的噪聲特性。不同的開(kāi)關(guān)穩壓器拓撲在2端口網(wǎng)絡(luò )端子處具有不同的噪聲特性。圖2顯示適合工業(yè)應用的ADP2441通用降壓轉換器。它可以將24 V輸入電壓轉換為3.3V輸出電壓。采用這種拓撲時(shí)，可以看出，輸入側會(huì )產(chǎn)生脈沖電流，因此噪聲很大。當ADP2441上的高端開(kāi)關(guān)導通時(shí)，電流流入端子A。當此開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)，沒(méi)有電流流經(jīng)節點(diǎn)A。但是，輸出端C的噪聲很小。其中，輸出路徑中的電感可確保輸出端沒(méi)有脈沖電流。
圖2. 實(shí)際的開(kāi)關(guān)穩壓器拓撲設計。
表1總結了開(kāi)關(guān)穩壓器基本噪聲特性，為系統設計人員的概念設計提供了重要參考。表中列出了最常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)穩壓器拓撲。第一行指示輸入端（即2端口網(wǎng)絡(luò )的端子A和B）的噪聲水平高低。第二行指示相應拓撲的輸出端（即2端口網(wǎng)絡(luò )的端子C和D）噪聲水平高低。表1顯示了噪聲水平的高低。
表1. 常用開(kāi)關(guān)穩壓器拓撲及其輸入和輸出端噪聲特性概覽
例如，使用單獨的LC濾波器進(jìn)行額外濾波，可以大幅減少開(kāi)關(guān)穩壓器電路中的傳導噪聲。通過(guò)這種方式，可以避免出現表1中的高噪聲。然而，系統設計人員應清楚哪些DC-DC轉換器在哪些端子具有很高的噪聲。這樣，他們就可以預先考慮相應的濾波器，以及這些濾波器必須占用的額外空間。
ADP2441
● 寬輸入電壓范圍：4.5 V至36 V
● 最短導通時(shí)間：50 ns
● 最大負載電流：1 A
● 高效率：最高可達94%
● 可調節輸出：最低至0.6 V
● 輸出電壓精度：±1%
● 可調節開(kāi)關(guān)頻率：300 kHz至1 MHz
● 低負載下的脈沖跳躍模式，節約電源
● 精密使能輸入引腳
● 開(kāi)漏電源良好指示
● 帶跟蹤功能的外部軟啟動(dòng)
● 過(guò)流限制保護
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