信号链的电源管理如何选？

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【ADI信号链的电源管理选择——保持设计所需的所有精度】

降压型转换器（Buck）降压型转换器V_IN总是大于V_OUT，由于最小占空比限制的存在，在给定的工作频率下无法实现大压差转换，比如50V转换至1V的情况。

如图2所示，不同颜色标示了转换器因开关管开通与关断产生的电流路径，用不同颜色标示几个环路，分别用红色，蓝色，橙色和绿色表示：

图2.降压型转换器

降压型转换器的应用场景为：

对于内部补偿的降压型器件，当占空比远大于50%时对其进行补偿可能很棘手，同时我们还希望避免出现低频振荡。

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升压型转换器的V_IN总是小于V_OUT。由于最大占空比限制的存在，使用者无法获得想要的任意高电压。

如图3所示，升压型拓扑中S2是控制开关，与降压型拓扑较为类似，表现为在X轴上进行了翻转。输入端与LC滤波器串联，故输入节点为安静节点，而输出端与开关串联，因此会产生传导噪声。

图3.升压型转换器

一般而言，负载需要的电压高于输入电压或希望创建较高的中间总线电压时会选择升压型转换器。升压型电路设计时应使输出热环路尺寸尽可能小以降低辐射噪声。另外，需要注意的是反馈节点，反馈产生的输出电压可能高至足以破坏开关以及下游任何器件的程度，若反馈节点短路，电路会受到破坏性电压的影响。

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反激式是基于升压的拓扑结构而建立，不同点是通过变压器实现隔离，占空比约束发生变化，占空比与绕组比成比例，可以获得几乎任何V_IN/V_OUT比。

如图7所示，反激型有两个热环路，一个在输入端，一个在输出端，这些环路需要最小化，而变压器的大小有时会使这一任务具有挑战性。开关节点会产生很大的反激脉冲，反激脉冲与输出电流成比例，需要调节网络进行缓冲，并且这些元件有时也会有辐射。

图7.反激式转换器

后平面和热侧之间需要直流隔离时，用于现场或仪器控制中，可以使用反激型。当需要隔离也可以使用反激型，但输入输出范围必须比较宽，例如产生数百伏或数千伏电压。该拓扑往往含有较高的共模漏电流，因此，在具有安全标准额定值的系统中使用时需要注意这一点。

由于输出脉冲无固有连接，因此，对于任何极性甚至带有额外绕组的多个极性，任何一个节点都可以是次级侧。另外，非光学反馈器件的电压和负载调整往往比直接反馈更为柔和。

同反激式拓扑一样，推挽型拓扑也是使用变压器调整输出，但是这种拓扑的工作方式决定了其占空比最大值为50%。

如图8所示，推挽型有两个开关节点，次级侧存在与输出串联的LC滤波器，因此当需要安静的输出时此拓扑很有用，这使它很受需要隔离的信号链应用的欢迎。输入侧有一个热环路，所示的简化模型显示了循环热环路，每一次传导的时间是一半，因此，热环路实际上是两个半周期环路的叠加。

篇幅有限，4开关降压-升压式转换器的介绍及型号推荐，请下载解决方案《信号链的电源管理选择——保持设计所需的所有精度》查看完整文档。

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