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<小结>
・开关稳压器包括 AC/DC 和 DC/DC 两种,其中每种又有
不同的转换方式。
・要想选择适合设计的方式,就需要了解每种方式的优缺
点。
2. 优缺点以及与线性稳压器的比较
在开始电源设计时,一旦确定了大概的规格,下一步便是
选择使用开关稳压器还是线性稳压器的工作。某些情况下,
很明显必须选择其中某一个才能满足要求的规格,这种情
况还好处理;但两者皆可的情况也不在少数。在这种情况
下,就需要根据各自的特点和优缺点进行研究与探讨。表
1 中汇总了开关稳压器的优点和缺点。
‧ 可降压、升压、反相、
升降压
‧ 效率高
‧ 发热量少
‧ 可输出大电流
‧ 设计复杂
‧ 元器件数量多
‧ 有开关噪声 / 纹波
‧ 成本高于 LDO
表 1. 开关稳压器的优点和缺点
开关稳压器最大的优点在于可以自由转换。降压是最常用
的,还可以对电池等低电压进行升压、使正电压反相生成
负电压、或者在从锂离子二次电池(例:4.2V~2.8V)到
3.3V 输出这类输入电压跨越输出电压的情况下进行升降
压处理。
其次是效率高。虽然不同的类型其效率也不一样,不过最
高转换效率可达 95%左右。但是,开关稳压器的效率受负
载电流大小的影响很大。基本上当负载电流变小时,效率
会大幅度下降。由于近年来对降低待机功耗的要求日趋严
格,使得这一点成为开关稳压器的课题。
表 2. 开关稳压器与线性稳压器的比较
缺点在于除了电容器和电阻等有源部件、以及二极管和晶
体管等半导体部件之外,还需要磁性部件,这使得部件数
量增加,设计变得更复杂。如今,开关电源用 IC 技术发展
迅速,所需电路的集成度越来越高,调整也更加容易,所
以与以前相比,电源设计变得更简单。尽管如此,比线性
稳压器复杂是不争的事实。此外,由于进行开关工作,因
此会产生与其相关的噪声和纹波。事实上如果噪声很多,
在有些应用中便难以使用。此外,可能还要花费很多时间
和精力来评估是否符合 EMI(电磁干扰)等要求。
就 IC 和组件而言,目前的成本比线性稳压器要高。 但是,
当线性稳压器需要带散热器时,就会涉及到面积和体积问
题,因此要处理的功率较大时,有时候用开关稳压器整体
的成本会更便宜。
在设计过冲中,重要的是要仔细地探讨它们各自的优缺点,
然后再选择符合目的的方式。
<小结>
・开关稳压器最大的优点是效率高,但在使用之前也需要
好好了解它的缺点。