【導讀】每(mei)個(ge)新(xin)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)都(dou)需(xu)要(yao)某(mou)種(zhong)程(cheng)度(du)的(de)功(gong)率(lv)調(tiao)節(jie)。無(wu)論(lun)新(xin)產(chan)品(pin)是(shi)依(yi)靠(kao)電(dian)池(chi)，外(wai)部(bu)電(dian)源(yuan)還(hai)是(shi)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)運(yun)行(xing)，都(dou)需(xu)要(yao)為(wei)新(xin)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)一(yi)種(zhong)調(tiao)節(jie)策(ce)略(lve)。這(zhe)可(ke)能(neng)涉(she)及(ji)多(duo)個(ge)功(gong)率(lv)調(tiao)節(jie)電(dian)路(lu)，通(tong)常(chang)帶(dai)有(you)反(fan)饋(kui)以(yi)提(ti)供(gong)高(gao)效(xiao)功(gong)率(lv)轉(zhuan)換(huan)。您(nin)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)各(ge)種(zhong)支(zhi)持(chi)組(zu)件(jian)和(he)功(gong)能(neng)
，以(yi)幫(bang)助(zhu)您(nin)調(tiao)節(jie)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)係(xi)統(tong)以(yi)高(gao)功(gong)率(lv)運(yun)行(xing)時(shi)。

每(mei)個(ge)新(xin)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)都(dou)需(xu)要(yao)某(mou)種(zhong)程(cheng)度(du)的(de)功(gong)率(lv)調(tiao)節(jie)。無(wu)論(lun)新(xin)產(chan)品(pin)是(shi)依(yi)靠(kao)電(dian)池(chi)，外(wai)部(bu)電(dian)源(yuan)還(hai)是(shi)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)運(yun)行(xing)，都(dou)需(xu)要(yao)為(wei)新(xin)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)一(yi)種(zhong)調(tiao)節(jie)策(ce)略(lve)。這(zhe)可(ke)能(neng)涉(she)及(ji)多(duo)個(ge)功(gong)率(lv)調(tiao)節(jie)電(dian)路(lu)，通(tong)常(chang)帶(dai)有(you)反(fan)饋(kui)以(yi)提(ti)供(gong)高(gao)效(xiao)功(gong)率(lv)轉(zhuan)換(huan)。您(nin)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)各(ge)種(zhong)支(zhi)持(chi)組(zu)件(jian)和(he)功(gong)能(neng)，以(yi)幫(bang)助(zhu)您(nin)調(tiao)節(jie)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)係(xi)統(tong)以(yi)高(gao)功(gong)率(lv)運(yun)行(xing)時(shi)。

從用於CPU和GPU的VRM到簡單的線性DC穩wen壓ya器qi的de所suo有you內nei容rong都dou需xu要yao在zai布bu局ju之zhi前qian進jin行xing一yi定ding程cheng度du的de評ping估gu。在zai創chuang建jian布bu局ju之zhi前qian，應ying對dui穩wen壓ya器qi電dian路lu執zhi行xing一yi些xie基ji本ben仿fang真zhen。這zhe是shi在zai穩wen壓ya器qi電dian路lu仿fang真zhen步bu驟zhou中zhong要yao注zhu意yi的de內nei容rong
，以yi及ji如ru何he發fa現xian電dian路lu設she計ji問wen題ti。

穩(wen)壓(ya)器(qi)電(dian)路(lu)拓(tuo)撲(pu)將(jiang)確(que)定(ding)設(she)備(bei)的(de)功(gong)能(neng)並(bing)定(ding)義(yi)組(zu)件(jian)在(zai)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)放(fang)置(zhi)位(wei)置(zhi)。每(mei)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)穩(wen)壓(ya)器(qi)電(dian)路(lu)類(lei)型(xing)和(he)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)都(dou)有(you)不(bu)同(tong)的(de)優(you)點(dian)和(he)缺(que)點(dian)。在(zai)開(kai)始(shi)模(mo)擬(ni)穩(wen)壓(ya)器(qi)電(dian)路(lu)之(zhi)前(qian)，您(nin)需(xu)要(yao)確(que)定(ding)所(suo)需(xu)的(de)穩(wen)壓(ya)器(qi)類(lei)型(xing)，拓(tuo)撲(pu)以(yi)及(ji)保(bao)持(chi)高(gao)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)的(de)穩(wen)定(ding)電(dian)源(yuan)所(suo)需(xu)的(de)任(ren)何(he)其(qi)他(ta)功(gong)能(neng)。

穩壓器類型

在電子係統中可以找到兩種基本類型的穩壓器：

線性穩壓器。這些調節器使用線性電阻元件（例如電位計）或以線性方式工作的非線性元件（例如MOSFET）來提供穩定的電壓輸出。線性穩壓器的常見類型是串聯，並聯和低壓降（LDO）。這些調節器的效率可能在60％至80％之間。

開關穩壓器。這些穩壓器使用帶有放電電抗元件的開關FET
，以根據特定應用的需要對輸出電壓進行升壓（升壓轉換器）或降壓（降壓轉換器）。這些穩壓器提供高效的DC-DC電源轉換，效率輕鬆超過90％。用於GPU或CPU的VRM是開關調節器的一種常見類型。

jinguanzhexiebutongleixingdewenyaqidianlushejitigongbutongdexiaolvbingxuyaobutongdezujian
，dantamenkeyiyiqiyongyuduojiwenyaqicelvezhong。yudandushiyongxianxingwenyaqidianlushixiangbi，zhezhongleixingdebuzhikeyitigonggenggaodexiaolvdianyuanzhuanhuan
，bingqieyunxushejirenyuanweiyibutongdianyayunxingdeduogedianlukuaitigongdianyuan。

線性穩壓器與開關穩壓器

線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)簡(jian)單(dan)的(de)類(lei)型(xing)是(shi)並(bing)聯(lian)穩(wen)壓(ya)器(qi)。該(gai)穩(wen)壓(ya)器(qi)電(dian)路(lu)使(shi)用(yong)齊(qi)納(na)二(er)極(ji)管(guan)在(zai)負(fu)載(zai)的(de)低(di)端(duan)和(he)輸(shu)出(chu)的(de)高(gao)端(duan)之(zhi)間(jian)提(ti)供(gong)反(fan)饋(kui)

，從(cong)而(er)提(ti)供(gong)穩(wen)定(ding)的(de)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)。盡(jin)管(guan)在(zai)穩(wen)壓(ya)器(qi)的(de)高(gao)端(duan)使(shi)用(yong)了(le)雙(shuang)極(ji)型(xing)晶(jing)體(ti)管(guan)或(huo)MOSFET來提供穩定的輸出
，但是串聯穩壓器是這種情況的變體。晶體管的基極/柵極在反饋環路中連接至齊納二極管
，然後將基極/柵極電流調製為穩定值。

三種常見的線性電壓電路圖：（左）並聯，（中心）係列和（右）LDO

開關穩壓器設計具有降壓
，升壓或降壓-升壓拓撲。這些電路的共同主題是使用開關晶體管將輸出電壓和電流調節到特定水平。這需要為晶體管提供PWM信號以調製輸出電流。

開關穩壓器和複雜的線性穩壓器通常將反饋回路作為調節策略的一部分。對於LDO
，反饋環路由一個矽帶隙基準電壓源和一個運算放大器（在LDO電路圖中稱為誤差放大器）組成。對於開關穩壓器，反饋環路和控製策略可以像控製PWM信號的ADC和MCU一樣簡單，或者針對更高功率應用的可編程感應放大器一樣簡單。

zaiwenyaqidianluzhong
，fankuibujinjintigongzengyiyidadaosuoxudeshuchugonglv。ruguoshuchudianyahedianliukaishipianliqiwangzhi
，zehaiyingkongzhitiaojieqi。dagonglvkaiguanwenyaqidechangjiancelveshishiyonggancefangdaqiheADC來量化輸出電壓。然後
，可以將其與已編程的MCU配合使用，以調節PWM信號的占空比，從而調製開關FET。

在模擬中，除非您使用有源組件，否則通常不需要直接檢查反饋回路中發生的情況。此處的關鍵是檢查通過反饋回路的電壓/電流是否不超過組件規格。電流檢測放大器（在開關穩壓器中）或誤差放大器（在LDO中）之類的組件將具有額定值，無法超過。您應該將這些額定值與反饋環路中的仿真電壓/電流進行比較，並在設計中應用適當的安全裕度。

進(jin)行(xing)這(zhe)些(xie)比(bi)較(jiao)就(jiu)像(xiang)使(shi)用(yong)直(zhi)流(liu)掃(sao)描(miao)一(yi)樣(yang)簡(jian)單(dan)，並(bing)檢(jian)查(zha)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)何(he)時(shi)在(zai)穩(wen)壓(ya)器(qi)電(dian)路(lu)的(de)組(zu)件(jian)上(shang)施(shi)加(jia)了(le)不(bu)可(ke)接(jie)受(shou)的(de)負(fu)載(zai)。如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)達(da)到(dao)您(nin)要(yao)使(shi)用(yong)的(de)DC電壓的值，則您選擇的組件在運行期間可能很安全。

對於將要使用交流電源運行的更複雜的功率傳輸和調節係統，可能需要功率因數校正（PFC）電dian路lu
，尤you其qi是shi在zai使shi用yong開kai關guan調tiao節jie器qi時shi。該gai附fu加jia電dian路lu放fang置zhi在zai整zheng流liu器qi之zhi後hou

，以yi平ping滑hua來lai自zi輸shu入ru的de升sheng壓ya交jiao流liu電dian。如ru果guo流liu入ru開kai關guan調tiao節jie器qi級ji的de電dian流liu具ju有you不bu可ke接jie受shou的de高gao總zong諧xie波bo失shi真zhen（THD），則根據IEC 61000-3標準，您需要在輸入上使用PFC電路。

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