開關穩(wěn)壓器使用輸出級，重復切換“開”和“關”狀態(tài)，與能量存貯部件(電容器和感應器)一起產生輸出電壓。它的調整是通過根據(jù)輸出電壓的反饋樣本來調整切換定時來實現(xiàn)的。

在固定頻率的穩(wěn)壓器中，通過調節(jié)一個周期內的高低電平的時間占空比來實現(xiàn)對輸出電壓的控制，假設設定高電平時接通，此時對能量存儲元件充電，使電容的電壓升高，輸出電壓就是電容的電壓也就增大了，反之同理。 這就是所謂的 PWM 控制。在門控振蕩器或脈沖模式穩(wěn)壓器中，開關脈沖的寬度和頻率保持恒定，但是，輸出開關的“開”或“關”由反饋控制。

根據(jù)開關和能量存貯部件的排列，產生的輸出電壓可以大于或小于輸入電壓，并且可以用一個穩(wěn)壓器產生多個輸出電壓。在大多數(shù)情況下，在同樣的輸入電壓和輸出電壓要求下，脈沖(降壓)開關穩(wěn)壓器比線性穩(wěn)壓器轉換電源的效率更高，但帶載能力要比線性的要低。開關電路輸出的電流不是直流，它的后面還需要連接整流平滑電流，把脈動電流轉換成直流電流。

如何比較一款開關穩(wěn)壓器性能好壞?

我看到很多關于新開關穩(wěn)壓器的新聞稿。展示公司通常會談論為什么他們的設備比其他人的部分更好。列出的標準很有趣，有時甚至是矛盾的。

以下是一些有趣且引人注目的聲明。這些通常是我們所說的開放式比較 ——“更好”——比什么更好?它沒有說明。我們可以假設它們的意思是“比其他人的蹩腳部分”。因此，我們有這個：

· 更低的花費;

· 更高的效率;

· 更好的瞬態(tài)響應;

· 更高的開關頻率;

· 能夠在更高的輸入電壓下運行;

· 外部零件更便宜;

· 更好的監(jiān)管;

· 能夠以更高的投入產出比運行;

· 更少的 EMI/EMC。

讓我們考慮其中的一些。“能夠在更高的輸入電壓下運行”意味著它建立在更高的電壓工藝之上。這意味著它不會像在大約 5V(最大)輸入下運行的設備那樣便宜。因此，如果我們看到“成本更低”，我們可以假設我們無法通過中間 12V 總線為設備供電。

“能夠以更高的投入產出比運作”呢?這意味著輸入可能非常高——可能是 12V 到 48V——而輸出可能非常低——可能是 0.9V 到 2.5V。如此高的比率意味著上開關晶體管導通和下開關晶體管關斷的時間是非常短的時間(相對而言)。如果我們的切換器在高開關頻率(幾 MHz)下運行，我們的上晶體管可能需要在數(shù)十納秒內開啟、穩(wěn)定和關閉。最好確保他們能做到這一點。當然，這些零件的成本更高。

如果我們的切換器能夠輸出數(shù)十安培，那么這些輸出晶體管將具有較大的芯片面積和更大的柵極電容。祝他們好運，讓他們快速打開和關閉。所以也許以較低的頻率運行會更好。

在較低的開關頻率下，尤其是低于 1.7MHz 的情況下，尤其是 在汽車應用中，我們面臨著對 AM 無線電頻段產生干擾的風險。在較低的開關頻率下，輸出電感和濾波電容必須更大(在值和物理上)。因此，這意味著使用更多的 PC 板空間并增加組件成本。

在較低的開關頻率下，穩(wěn)壓器的瞬態(tài)響應不那么好——穩(wěn)壓器需要更長的時間才能對負載電流消耗的階躍變化做出反應，部分原因是上述較大的濾波器組件。也許你應該嘗試更高的頻率。

但不要太高，因為三四段前的同樣問題——晶體管開啟和關閉的轉換時間——會影響效率。當它們打開或關閉時(但不是在完全打開或完全關閉時)，它們的功耗會上升。最好再慢一點。但不要太多，否則電感會變得太大，增加其直流電阻和功耗。

因此，我們可以快速了解評估制造商的聲明并根據(jù)我們的設計要求權衡它們。你是如何處理這些問題的?