【導讀】在當今電子係統中，電源管理器件承擔著重要的作用，大多數情況下，它們的工作就是將來自電源的電能——無論是交流還是直流——通過一係列的轉換，調節為各種性能良好的低壓直流電源軌
，供係統中的每一個用電負載使用。在這個過程中

，少不了DC-DC降壓轉換器的身影
，它們輸入電壓範圍較寬、效率高、封裝小巧，有利於滿足嚴格能效法規的要求，往往“把守”著向最終低壓直流電源軌轉換的最後一環。

DC-DC降壓模塊的優勢

一般來講，實現DC-DC降壓轉換器的功能有兩種選擇：一種是自己設計，另一種是直接購買現成的DC-DC降壓模塊。前者顯然在定製化方麵更具優勢，但對電源工程師的“功力”也有更高的要求，他們必須要能夠綜合考慮的綜合特性
、PCB設計、工藝要求、EMI等諸多方麵的因素，有時候還需要一些“運氣”的成分
，因此稍有不慎就可能會影響設計工期或者增加額外的成本。

而如果選擇後者，即外購DC-DC降壓模塊，雖然顯得沒有前者那麼“靈活”，但是由於DC-DC降壓模塊的製造商已經將這個電源係統所需的元器件盡可能地“塞進”一個單一的封裝內，因此外圍的電路大為簡化，開發者無需為電源設計大費周章或承擔不可知的風險；與此同時，集成度的增加也會令整體BOM物料管理得以簡化。

從性能上來看
，DC-DC降壓模塊的製造商利用其專業經驗，還可以在電源轉換效率、尺寸、功gong率lv密mi度du等deng方fang麵mian進jin行xing優you化hua
，為wei用yong戶hu提ti供gong更geng大da的de價jia值zhi。而er且qie有you些xie製zhi造zao商shang還hai能neng夠gou提ti供gong經jing過guo內nei部bu測ce試shi認ren證zheng的de產chan品pin
，以yi便bian客ke戶hu最zui終zhong能neng夠gou快kuai速su順shun利li地di通tong過guoEMC等認證。

曾有分析認為
，對於大功率範圍（大於100W）和中功率範圍（10W至100W）的電源係統
，直接使用DC-DC降壓模塊更具有技術和成本優勢，而對於小於10W的小功率應用，自己設計更劃算。不過，隨著DC-DC降壓模塊技術的日趨成熟，這樣的分界線似乎已經變得模糊了，DC-DC電源模塊的應用越來越普遍。

選型中不容忽視的關鍵點

既然DC-DC降壓模塊的應用場景越來越廣泛
，那麼如何選型就成了一個關鍵。

打開一個DC-DC降壓模塊的Datasheet，你會看到一係列描述其性能的參數，如輸入電壓、輸出電壓、效率、額定電流、紋波電壓
、轉換率、瞬態響應
、封裝尺寸等等。一般來講
，根據設計的要求列出電源的規格
，然後按圖索驥對照參數
，就能鎖定自己的目標。

不過實際的選型工作並沒有那麼簡單
，有些在參數之外的關鍵因素
，往往會成為選型天平上最重的那個砝碼。

效率

數據表上通常會給出一個令人讚歎的效率數值
，但這並不是故事的全部。這是因為DC-DC降jiang壓ya模mo塊kuai的de效xiao率lv表biao現xian在zai整zheng個ge功gong率lv範fan圍wei內nei並bing不bu一yi致zhi
，接jie近jin滿man載zai時shi效xiao率lv最zui高gao，而er在zai輕qing負fu載zai時shi則ze會hui顯xian著zhu降jiang低di。因yin此ci電dian源yuan模mo塊kuai針zhen對dui輕qing負fu載zai條tiao件jian下xia效xiao率lv的de提ti升sheng是shi否fou具ju有you特te殊shu的de訣jue竅qiao，以yi及ji在zai靜jing態tai模mo式shi下xia是shi否fou具ju有you較jiao低di的de靜jing態tai電dian流liu，都dou應ying該gai被bei納na入ru到dao選xuan型xing考kao量liang的de範fan圍wei中zhong。此ci外wai

，像xiang軟ruan啟qi動dong這zhe種zhong能neng夠gou顯xian著zhu降jiang低di開kai關guan損sun耗hao
，提ti升sheng效xiao率lv的de功gong能neng，也ye會hui為weiDC-DC降壓模塊在選型評估中贏得加分。

外形

隨著電子產品日趨小型化，外形更緊湊的DC-DC降壓模塊顯然會更受歡迎。提升集成度
，是控製電源模塊外形尺寸普遍采用的方法。很多同步降壓DC-DC 模塊中會集成控製器
、MOSFET、補償元件
，甚至包括電感器
，因此隻需少量的非關鍵的外部電容器和電阻器，即可完成應用電路的設計，令占板麵積大大減少。

保護

在基本的電源管理功能之外
，保護功能也是不少DC-DC降壓模塊為用戶提供的附加值。欠壓鎖定（UVLO）、短路和熱保護、過壓保護（OVP）和過流保護（OCP）等保護功能的集成，一方麵能夠確保係統安全可靠地工作
，另一方麵也節省了片外保護元器件

，可謂是一舉多得。

EMC

由於DC-DC轉(zhuan)換(huan)器(qi)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)工(gong)作(zuo)模(mo)式(shi)
，會(hui)將(jiang)噪(zao)聲(sheng)直(zhi)接(jie)引(yin)入(ru)負(fu)載(zai)，並(bing)產(chan)生(sheng)射(she)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)，可(ke)能(neng)對(dui)周(zhou)邊(bian)電(dian)路(lu)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)精(jing)度(du)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)
，因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)對(dui)其(qi)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)（EMC）特性進行考察
，看產品針對EMI抑製是否有相應的優化設計，以便產品能夠快速通過相關的EMC認證。

可配置

根據電源係統設計的需要
，對DC-DC模mo塊kuai的de輸shu出chu電dian壓ya進jin行xing重zhong新xin編bian程cheng設she定ding
，這zhe種zhong可ke配pei置zhi特te性xing無wu疑yi會hui為wei開kai發fa工gong作zuo帶dai來lai極ji大da的de靈ling活huo性xing
，可ke以yi用yong一yi顆ke器qi件jian去qu滿man足zu不bu同tong設she計ji規gui格ge的de要yao求qiu，一yi方fang麵mian能neng夠gou在zai不bu增zeng加jia成cheng本ben的de基ji礎chu上shang有you效xiao降jiang低di物wu料liao替ti換huan帶dai來lai的de風feng險xian，另ling一yi方fang麵mian也ye能neng夠gou減jian少shao工gong程cheng師shi在zai電dian源yuan係xi統tong設she計ji上shang的de工gong作zuo負fu荷he。因yin此ci


，目mu前qian市shi麵mian上shang可ke配pei置zhi、可編程的DC-DC模塊也越來越多。

根據設計規格明確了DC/-DC電源係統的主要參數，同時仔細考量上麵這幾個關鍵要素，判斷一款DC-DC降壓模塊的“成色”，找到理想的產品和方案就不難了。

理想的DC-DC降壓模塊

Microchip公司的係列DC-DC降壓模塊產品，就是順應技術的發展趨勢，按照上麵的這些“理想”電源模塊的標準而打造的。下麵這兩顆料就非常有代表性。

MIC33153是一款高效的同步降壓穩壓器

，其輸入電壓範圍為2.7V至5.5V，輸出電壓範圍為0.62V至3.6V，有固定和可調兩種類型
，輸出電流1.2A
；在PWM連續工作模式下，提供高達4MHz的恒定開關頻率。

圖1：MIC33153同步降壓穩壓器係統框圖

（圖源：Microchip Technology Inc.）

“高效率”是MIC33153的一個重要標簽，其峰值效率高達93%。值得關注的是，由於采用了獨特的HyperLight Load®️模式

，其在輕載模式下的效率表現也不俗，1mA時高達85%。此外
，其靜態電流僅為22μA
，且支持可編程軟啟動，可以說是將能想到的提升效率的舉措都用足了。

MIC33153將完整的DC-DC降壓轉化功能集成在一個14針3.0mm x 3.5mm的QFN封裝內，包括電感以及一係列電路保護功能。模塊的外部隻需兩個很“小”的輸出電容（2.2μF）
，就能保證在整個負載範圍內輸出紋波電壓都非常低
，並具有超快的瞬態響應。

高集成度
、小型化、頻率高、瞬態響應快、輸出紋波低
，全負載範圍高效率……集諸多優點於一身，這使得MIC33153非常適合在便攜應用中為處理器等關鍵器件提供高品質的電壓軌。

圖2：MIC33153典型應用電路

（圖源：Microchip Technology Inc.）

上述這些特性優勢，在Microchip其他的DC-DC降壓電源模塊身上也有所體現。

比如MIC33M350和MIC33M356電源模塊，它們是采用恒定導通時間（COT）控製架構的高效（高達95%）、低壓輸入、3A連續電流同步降壓電源模塊。它們同樣具有HyperLight Load®️模式，可在輕負載時提供非常高的效率
，同時具有超快的瞬態響應。

圖3：MIC33M350和MIC33M356電源模塊

（圖源：Microchip Technology Inc.）

這兩款電源模塊還具有鎖存熱關斷保護、鎖存限流保護等保護特性；在EMI方麵滿足CISPR32 Class B輻射EMI標準（MIC33M350還符合CISPR25 Class 5輻射EMI標準），“綜合素質”都很強。

特別值得一提的是，這兩款電源模塊還提供了靈活的可配置性。MIC33M350的輸出電壓由兩個VSEL（電壓選擇）引腳設置，可支持最多9個不同電壓值（0.6V、0.8V、0.9V、1.0V
、1.2V、1.5V、1.8V
、2.5V或3.3V）。這種方法無需外部反饋電阻分壓器，輸出電壓設置精度更高。

圖4：MIC33M350係統框圖

（圖源：Microchip Technology Inc.）

MIC33M356的輸出電壓配置是通過I2C接口進行編程的，針對不同的產品型號，支持的電壓範圍分別為0.6V至1.28V（分辨率5mV）或者0.6V至3.84V（分辨率10mV和20mV）。MIC33M356提供0.9V和1.0V兩種不同的默認電壓選項，使應用能夠以安全電壓電平啟動，然後在I2C控製下遷移到高性能模式。

圖5：MIC33M356係統框圖

（圖源：Microchip Technology Inc.）

同時，MIC33M350引腳分配與基於I2C的MIC33M356可編程穩壓器是兼容的
，可根據應用的需要進行替換。這也是一個很讚的設計。

上述這些特性，加上2.4V至5.5V輸入電壓範圍、低關斷電流和低靜態電流、高效散熱的24引腳QFN封裝等特性
，使得MIC33M350和MIC33M356非常適合用於單節鋰離子電池供電應用。

圖6：MIC33M356典型應用電路

（圖源：Microchip Technology Inc.）

本文小結

DC-DC降壓電源模塊作為一種常見的電源管理器件
，應用日趨廣泛。不過
，想要為應用選擇到一顆“理想”的DC-DC降壓電源模塊，除了基本的性能參數
，還要對這些參數之外的一些關鍵特性進行深入的考量
，這樣才能知其然並知其所以然，找到一顆“綜合素質”優秀的產品。

本文介紹的幾款來自Microchip的DC-DC降壓電源模塊，就是很好的範例，對於外形緊湊
、要求高轉換效率的便攜應用，提供了一個性能出色、應用簡便的解決方案。

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