降壓型和升壓型 DC/DC 轉換器解決了單向電壓轉換" title="電壓轉換">電壓轉換問題，它們總是調(diào)節(jié)分別低于或高于輸入電源的電壓。然而，如果輸入電源出現(xiàn)高于、等于或低于輸出電壓的變化 (即雙向變化)，如何準確調(diào)節(jié)電壓呢？人們一直在用不同和更加復雜的 DC/DC 拓撲來解決這個問題。

　　例如，很多電池備份系統(tǒng)采用反激式拓撲，在這種系統(tǒng)中，電池電壓視充電狀態(tài)和充電容量的不同而有所不同。在輸入電源調(diào)節(jié)不佳的系統(tǒng)中，降壓/升壓型拓撲也是有用的解決方案，在這種系統(tǒng)中，輸入電源可能上升到高于或下降到低于所希望的輸出電壓值。

　　從反激式、SEPIC、同步式直到微型模塊穩(wěn)壓器" title="穩(wěn)壓器">穩(wěn)壓器系統(tǒng)

　　設計一個不受輸入電壓相關值影響 (不管 VIN是高于還是低于VOUT) 都能調(diào)節(jié)固定輸出的 DC/DC 穩(wěn)壓器的早期方法是采用反激式拓撲。這么多年來人們?nèi)匀辉谑褂梅醇な酵負?，因為大多?shù)模擬電路工程師都非常熟悉反激式拓撲的設計，而且除了工程師非常了解磁性組件和 MOSFET 的工作規(guī)律這一點，反激式設計還相當簡單。不過，實現(xiàn)某些 DC/DC 轉換的反激式穩(wěn)壓器可能需要一個特殊的變壓器設計，而且就今天的大多數(shù)應用而言，反激式穩(wěn)壓器的效率" title="效率">效率常常太

低。這就導致出現(xiàn)了另一種方法：SEPIC。

　　SEPIC 是單端主電感轉換器的縮寫。除了名字非常復雜以外，SEPIC 設計的基本要素包括一個 DC/DC 升壓型轉換器集成電路、一個耦合電感器或變壓器。大功率 SEPIC 設計還需要外部功率MOSFET，這種 MOSFET 常常很大，因為它們必須承受瞬態(tài)高壓并提供低的RDS(ON)。耦合電感器常常不是現(xiàn)售電感器，這個電感器制作得好不好對電源設計的性能有重大影響。另外，SEPIC的工作效率為67% ~ 86%，效率受到轉換比、磁性組件選擇、電容器、MOSFET等很多因素的影響，在某種程度上，與反激式拓撲的效率以及影響因素也類似。布局對穩(wěn)定性和熱量管理也有非常關鍵的影響。

　　就那些需要大功率降壓/升壓型轉換器，但由于效率低和熱量問題而無法接受反激式拓撲和SEPIC的應用而言，幾年前已經(jīng)出現(xiàn)了采用單電感器4開關降壓/升壓型控制器的解決方法。其電路和架構可以在60W（12V、5A）輸出時非常容易地實現(xiàn) 90% ~ 95% 的效率。這對那些對散熱感到頭痛的系統(tǒng)設計師來說是個非常好的消息。這種解決方案滿足了大多數(shù)應用的功率需求，而且以非常高的效率提供功率，同時從降壓到升壓或從升壓到降壓的不同工作模式之間的轉換可以無縫進行。采用4個MOSFET、一個現(xiàn)售無耦合電感器、同步DC/DC控制器（凌力爾特公司的LTC3780）和補償電路，再加上良好的布局知識，設計師就可以實現(xiàn)尺寸較小和效率較高的設計。圖1比較了SEPIC和這種降壓/升壓型同步解決方案。

　　一種簡練的降壓/升壓型解決方案

　　與反激式拓撲或SEPIC相比，同步4開關降壓/升壓型方案允許設計師提供更大的功率，同時也產(chǎn)生更少的熱量。磁性組件也更容易得到，無需特殊電感器或變壓器繞組。不過，有些人可能熟悉這種大約需要 24 個組件的電路，而有些人可能沒有模擬設計專長或者需要在很緊張的時間里完成一個復雜系統(tǒng)的設計，這時最不希望的事情就是絞盡腦汁處理項目的電源部分。

　　不久前，凌力爾特公司發(fā)現(xiàn)了一種方法，可以將 LTC3780 降壓/升壓電路的 90% 集成到一個15mm×15mm×2.8mm、重1.5g、像一個表面貼裝集成電路的焊盤網(wǎng)格陣列（LGA）封裝中。它僅需要一個現(xiàn)售電感器、一個用來設置輸出電壓的電阻、一個檢測電阻和一些大容量輸入輸出電容器。MOSFET、補償電路和復雜的DC/DC 控制器都集成到了具有保護作用的塑料模制封裝中。圖2比較了這種DC/DC微型模塊（mModule）降壓/升壓電路和分立的LTC3780設計。

　　效率高達 94% ~ 98%

　　LTM4605 和 LTM4607 降壓/升壓型微型模塊穩(wěn)壓器完全由采用凌力爾特公司芯片設計技術設計的 DC/DC控制器和MOSFET做成。因為所有芯片都是凌力爾特公司設計和制造的，因此該微型模塊對大功率降壓/升壓工作實現(xiàn)了優(yōu)化。MOSFET 柵極電荷、RDS(ON)、VDS和DC/DC控制器強大的驅動器一起實現(xiàn)了令人驚訝的性能 (圖3)。圖3所示為一個60W設計，但是這里僅消耗2W。這個設計可以放入最受限的空間中。布局也非常簡單，不可能產(chǎn)生錯誤。布局在數(shù)據(jù)表（www.linear.com..cn/micromodule）中提供。這兩個器件的大功率版本是LTM4607，其額定輸入電壓為4.5V ~ 36V，額定輸出電壓為0.8V ~ 24V，并能夠提供高達160W的額定功率。

　　結論
　　模擬開關電源設計除了要具有選擇組件值時所需的數(shù)學知識，還需要具有物理知識，如布局的影響、接地平面、印刷電路板通孔、焊接和熱量管理。凌力爾特提供的只需要最低限度電源設計工作的大功率和高效率降壓/升壓型解決方案可以減輕很多數(shù)字電路設計師的煩惱和憂慮。