电源篇 -- 降压电路(DCDC，非隔离)

感谢阅读本文，在接下来很长的一段时间里，我将陆续分享项目实战经验。从电源、单片机、晶体管、驱动电路、显示电路、有线通讯、无线通信、传感器、原理图设计、PCB设计、软件设计、上位机等，给新手综合学习的平台，给老司机交流的平台。所有文章来源于项目实战，属于原创。

一、拓扑结构

1、降压拓扑如上图，要想掌握降压电路，必须深刻理解拓扑结构，几乎所有降压DC to DC都是基于此拓扑结构。
2、环路一，开关导通时的电流路径；环路二，开关闭合时的电流路径。闭合环路，变化的电流产生磁场，为了降低EMC，设计PCB时，环路设计应该尽量小，同时，不要干扰了模拟电路，比如反馈回路、增益补偿、使能部分等。
3、为了降低功耗，功率电感应该选取低DCR的，饱和电流为平均电流的4/3（经验值）；续流二极管D选取肖特基二极管，或选择同步降压IC(集成了续流二极管)。
4、为了降低输出纹波，电感值、电容值需要选择合适的值，一般datasheet有推荐， 电感值越大，相对纹波越小，同时，由于电感阻碍电流变化，导致响应负载的速度变慢；电容一般选用铝电解电容与陶瓷电容(低ESR)的组合，高度有限制或对成本不敏感时，可以选择钽电容，钽电容温度特性好，低ESR，寿命长，但成本高，耐压差(耐压最好选择大于2倍的输出电压)；
5、为了降低EMC，环路设计尽量小，输入部分可以增加π型滤波器，磁珠，电感部分可以增加RC高频吸收器;
6、根据需要，输入部分需要增加TVS抗浪涌，防反接保护电路，如果输入电容很大，避免上电时充电电流过大，可以考虑增加PTC电阻。

二、选型
1、选型依据:输入与输出电压，平均电流，最大电流，封装，成本等；
2、品牌很多，像TI、MPS、南京微盟、UTC等，可以上立创商城查找。
3、本人比较喜欢用MPS的，性价比不错，项目实战主要以MPS的MP2451与MP1584为例，其它型号，设计方法大同小异。

三、项目实战
1、原理图设计

说明：MP2451降压电路，最大输出600mA。

说明：MP1584降压电路，最大输出3A。
部分设计说明：
1、输入部分增加TVS，防浪涌；
2、输入部分增加了防反接肖特基二极管，防止电源反接烧IC，如果输入电流大的话，可以使用PMOS管做防反接设计；
2、PCB设计

部分设计说明：
1、开关环路尽量小，稳定环路，降低EMC；
2、模拟器件尽量靠近IC，同时避免开关环路的干扰；
3、FB取样点在输出滤波电容上，提供环路稳定性；

3、调试
1、确保焊接无误，上电之前，可以用万用表测量输入与输出部分对地的阻抗，防止短路，或取样电阻焊接错误；
2、上电前，直流电源限流保护；
3、万用表测试输出电压是否正常，如果不正常，检测器件焊接；
4、示波器测开关波形，与datasheet参照，确保开关波形正常；
5、输出短路，输入反接等保护测试；
6、老化测试。

四、小结
降压DCDC是电路设计最常用的电路之一，需要我们深入的理解拓扑结构，设计要点，设计原理图与PCB时，才能得心应手。
降压DCDC涉及的知识点很多，本文只是简要的介绍了下，仅仅起到抛砖引玉的作用，日后设计过程中，需要不断的总结经验，沟通交流，以达到真正的理解，灵活运用。

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作者：刘杰，软硬件技术10年，全职提供技术开发与技术服务、生产支持等。