DC-DC降压模块的优势
在当今电子系统中，电源管理器件承担着重要的作用，大多数情况下，它们的工作就是将来自电源的电能——无论是交流还是直流——通过一系列的转换，调节为各种性能良好的低压直流电源轨，供系统中的每一个用电负载使用。在这个过程中，少不了dc-dc降压转换器的身影，它们输入电压范围较宽、效率高、封装小巧，有利于满足严格能效法规的要求，往往“把守”着向最终低压直流电源轨转换的最后一环。
dc-dc降压模块的优势
一般来讲，实现dc-dc降压转换器的功能有两种选择：一种是自己设计，另一种是直接购买现成的dc-dc降压模块。前者显然在定制化方面更具优势，但对电源工程师的“功力”也有更高的要求，他们必须要能够综合考虑的综合特性、pcb设计、工艺要求、emi等诸多方面的因素，有时候还需要一些“运气”的成分，因此稍有不慎就可能会影响设计工期或者增加额外的成本。
而如果选择后者，即外购dc-dc降压模块，虽然显得没有前者那么“灵活”，但是由于dc-dc降压模块的制造商已经将这个电源系统所需的元器件尽可能地“塞进”一个单一的封装内，因此外围的电路大为简化，开发者无需为电源设计大费周章或承担不可知的风险；与此同时，集成度的增加也会令整体bom物料管理得以简化。
从性能上来看，dc-dc降压模块的制造商利用其专业经验，还可以在电源转换效率、尺寸、功率密度等方面进行优化，为用户提供更大的价值。而且有些制造商还能够提供经过内部测试认证的产品，以便客户最终能够快速顺利地通过emc等认证。
曾有分析认为，对于大功率范围（大于100w）和中功率范围（10w至100w）的电源系统，直接使用dc-dc降压模块更具有技术和成本优势，而对于小于10w的小功率应用，自己设计更划算。不过，随着dc-dc降压模块技术的日趋成熟，这样的分界线似乎已经变得模糊了，dc-dc电源模块的应用越来越普遍。
选型中不容忽视的关键点
既然dc-dc降压模块的应用场景越来越广泛，那么如何选型就成了一个关键。
打开一个dc-dc降压模块的datasheet，你会看到一系列描述其性能的参数，如输入电压、输出电压、效率、额定电流、纹波电压、转换率、瞬态响应、封装尺寸等等。一般来讲，根据设计的要求列出电源的规格，然后按图索骥对照参数，就能锁定自己的目标。
不过实际的选型工作并没有那么简单，有些在参数之外的关键因素，往往会成为选型天平上最重的那个砝码。
效率
数据表上通常会给出一个令人赞叹的效率数值，但这并不是故事的全部。这是因为dc-dc降压模块的效率表现在整个功率范围内并不一致，接近满载时效率最高，而在轻负载时则会显著降低。因此电源模块针对轻负载条件下效率的提升是否具有特殊的诀窍，以及在静态模式下是否具有较低的静态电流，都应该被纳入到选型考量的范围中。此外，像软启动这种能够显著降低开关损耗，提升效率的功能，也会为dc-dc降压模块在选型评估中赢得加分。
外形
随着电子产品日趋小型化，外形更紧凑的dc-dc降压模块显然会更受欢迎。提升集成度，是控制电源模块外形尺寸普遍采用的方法。很多同步降压dc-dc 模块中会集成控制器、mosfet、补偿元件，甚至包括电感器，因此只需少量的非关键的外部电容器和电阻器，即可完成应用电路的设计，令占板面积大大减少。
保护
在基本的电源管理功能之外，保护功能也是不少dc-dc降压模块为用户提供的附加值。欠压锁定（uvlo）、短路和热保护、过压保护（ovp）和过流保护（ocp）等保护功能的集成，一方面能够确保系统安全可靠地工作，另一方面也节省了片外保护元器件，可谓是一举多得。
emc
由于dc-dc转换器开关电源的工作模式，会将噪声直接引入负载，并产生射频噪声，可能对周边电路的稳定性和精度造成影响，因此必须对其电磁兼容性（emc）特性进行考察，看产品针对emi抑制是否有相应的优化设计，以便产品能够快速通过相关的emc认证。
可配置
根据电源系统设计的需要，对dc-dc模块的输出电压进行重新编程设定，这种可配置特性无疑会为开发工作带来极大的灵活性，可以用一颗器件去满足不同设计规格的要求，一方面能够在不增加成本的基础上有效降低物料替换带来的风险，另一方面也能够减少工程师在电源系统设计上的工作负荷。因此，目前市面上可配置、可编程的dc-dc模块也越来越多。
根据设计规格明确了dc/-dc电源系统的主要参数，同时仔细考量上面这几个关键要素，判断一款dc-dc降压模块的“成色”，找到理想的产品和方案就不难了。
理想的dc-dc降压模块
microchip公司的系列dc-dc降压模块产品，就是顺应技术的发展趋势，按照上面的这些“理想”电源模块的标准而打造的。下面这两颗料就非常有代表性。
mic33153是一款高效的同步降压稳压器，其输入电压范围为2.7v至5.5v，输出电压范围为0.62v至3.6v，有固定和可调两种类型，输出电流1.2a；在pwm连续工作模式下，提供高达4mhz的恒定开关频率。
图1：mic33153同步降压稳压器系统框图
（图源：microchip technology inc.）
“高效率”是mic33153的一个重要标签，其峰值效率高达93%。值得关注的是，由于采用了独特的hyperlight load模式，其在轻载模式下的效率表现也不俗，1ma时高达85%。此外，其静态电流仅为22μa，且支持可编程软启动，可以说是将能想到的提升效率的举措都用足了。
mic33153将完整的dc-dc降压转化功能集成在一个14针3.0mm x 3.5mm的qfn封装内，包括电感以及一系列电路保护功能。模块的外部只需两个很“小”的输出电容（2.2μf），就能保证在整个负载范围内输出纹波电压都非常低，并具有超快的瞬态响应。
高集成度、小型化、频率高、瞬态响应快、输出纹波低，全负载范围高效率……集诸多优点于一身，这使得mic33153非常适合在便携应用中为处理器等关键器件提供高品质的电压轨。
图2：mic33153典型应用电路
（图源：microchip technology inc.）
上述这些特性优势，在microchip其他的dc-dc降压电源模块身上也有所体现。
比如mic33m350和mic33m356电源模块，它们是采用恒定导通时间（cot）控制架构的高效（高达95%）、低压输入、3a连续电流同步降压电源模块。它们同样具有hyperlight load模式，可在轻负载时提供非常高的效率，同时具有超快的瞬态响应。
图3：mic33m350和mic33m356电源模块
（图源：microchip technology inc.）
这两款电源模块还具有锁存热关断保护、锁存限流保护等保护特性；在emi方面满足cispr32 class b辐射emi标准（mic33m350还符合cispr25 class 5辐射emi标准），“综合素质”都很强。
特别值得一提的是，这两款电源模块还提供了灵活的可配置性。mic33m350的输出电压由两个vsel（电压选择）引脚设置，可支持最多9个不同电压值（0.6v、0.8v、0.9v、1.0v、1.2v、1.5v、1.8v、2.5v或3.3v）。这种方法无需外部反馈电阻分压器，输出电压设置精度更高。
图4：mic33m350系统框图
（图源：microchip technology inc.）
mic33m356的输出电压配置是通过i2c接口进行编程的，针对不同的产品型号，支持的电压范围分别为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两种不同的默认电压选项，使应用能够以安全电压电平启动，然后在i2c控制下迁移到高性能模式。
图5：mic33m356系统框图
（图源：microchip technology inc.）
同时，mic33m350引脚分配与基于i2c的mic33m356可编程稳压器是兼容的，可根据应用的需要进行替换。这也是一个很赞的设计。
上述这些特性，加上2.4v至5.5v输入电压范围、低关断电流和低静态电流、高效散热的24引脚qfn封装等特性，使得mic33m350和mic33m356非常适合用于单节锂离子电池供电应用。
图6：mic33m356典型应用电路
（图源：microchip technology inc.）
本文小结
dc-dc降压电源模块作为一种常见的电源管理器件，应用日趋广泛。不过，想要为应用选择到一颗“理想”的dc-dc降压电源模块，除了基本的性能参数，还要对这些参数之外的一些关键特性进行深入的考量，这样才能知其然并知其所以然，找到一颗“综合素质”优秀的产品。
本文介绍的几款来自microchip的dc-dc降压电源模块，就是很好的范例，对于外形紧凑、要求高转换效率的便携应用，提供了一个性能出色、应用简便的解决方案。
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dc-dc降压模块的优势
一般来讲，实现dc-dc降压转换器的功能有两种选择：一种是自己设计，另一种是直接购买现成的dc-dc降压模块。前者显然在定制化方面更具优势，但对电源工程师的“功力”也有更高的要求，他们必须要能够综合考虑的综合特性、pcb设计、工艺要求、emi等诸多方面的因素，有时候还需要一些“运气”的成分，因此稍有不慎就可能会影响设计工期或者增加额外的成本。
而如果选择后者，即外购dc-dc降压模块，虽然显得没有前者那么“灵活”，但是由于dc-dc降压模块的制造商已经将这个电源系统所需的元器件尽可能地“塞进”一个单一的封装内，因此外围的电路大为简化，开发者无需为电源设计大费周章或承担不可知的风险；与此同时，集成度的增加也会令整体bom物料管理得以简化。
从性能上来看，dc-dc降压模块的制造商利用其专业经验，还可以在电源转换效率、尺寸、功率密度等方面进行优化，为用户提供更大的价值。而且有些制造商还能够提供经过内部测试认证的产品，以便客户最终能够快速顺利地通过emc等认证。
曾有分析认为，对于大功率范围（大于100w）和中功率范围（10w至100w）的电源系统，直接使用dc-dc降压模块更具有技术和成本优势，而对于小于10w的小功率应用，自己设计更划算。不过，随着dc-dc降压模块技术的日趋成熟，这样的分界线似乎已经变得模糊了，dc-dc电源模块的应用越来越普遍。
选型中不容忽视的关键点
既然dc-dc降压模块的应用场景越来越广泛，那么如何选型就成了一个关键。
打开一个dc-dc降压模块的datasheet，你会看到一系列描述其性能的参数，如输入电压、输出电压、效率、额定电流、纹波电压、转换率、瞬态响应、封装尺寸等等。一般来讲，根据设计的要求列出电源的规格，然后按图索骥对照参数，就能锁定自己的目标。
不过实际的选型工作并没有那么简单，有些在参数之外的关键因素，往往会成为选型天平上最重的那个砝码。
效率
数据表上通常会给出一个令人赞叹的效率数值，但这并不是故事的全部。这是因为dc-dc降压模块的效率表现在整个功率范围内并不一致，接近满载时效率最高，而在轻负载时则会显著降低。因此电源模块针对轻负载条件下效率的提升是否具有特殊的诀窍，以及在静态模式下是否具有较低的静态电流，都应该被纳入到选型考量的范围中。此外，像软启动这种能够显著降低开关损耗，提升效率的功能，也会为dc-dc降压模块在选型评估中赢得加分。
外形
随着电子产品日趋小型化，外形更紧凑的dc-dc降压模块显然会更受欢迎。提升集成度，是控制电源模块外形尺寸普遍采用的方法。很多同步降压dc-dc 模块中会集成控制器、mosfet、补偿元件，甚至包括电感器，因此只需少量的非关键的外部电容器和电阻器，即可完成应用电路的设计，令占板面积大大减少。
保护
在基本的电源管理功能之外，保护功能也是不少dc-dc降压模块为用户提供的附加值。欠压锁定（uvlo）、短路和热保护、过压保护（ovp）和过流保护（ocp）等保护功能的集成，一方面能够确保系统安全可靠地工作，另一方面也节省了片外保护元器件，可谓是一举多得。
emc
由于dc-dc转换器开关电源的工作模式，会将噪声直接引入负载，并产生射频噪声，可能对周边电路的稳定性和精度造成影响，因此必须对其电磁兼容性（emc）特性进行考察，看产品针对emi抑制是否有相应的优化设计，以便产品能够快速通过相关的emc认证。
可配置
根据电源系统设计的需要，对dc-dc模块的输出电压进行重新编程设定，这种可配置特性无疑会为开发工作带来极大的灵活性，可以用一颗器件去满足不同设计规格的要求，一方面能够在不增加成本的基础上有效降低物料替换带来的风险，另一方面也能够减少工程师在电源系统设计上的工作负荷。因此，目前市面上可配置、可编程的dc-dc模块也越来越多。
根据设计规格明确了dc/-dc电源系统的主要参数，同时仔细考量上面这几个关键要素，判断一款dc-dc降压模块的“成色”，找到理想的产品和方案就不难了。
理想的dc-dc降压模块
microchip公司的系列dc-dc降压模块产品，就是顺应技术的发展趋势，按照上面的这些“理想”电源模块的标准而打造的。下面这两颗料就非常有代表性。
mic33153是一款高效的同步降压稳压器，其输入电压范围为2.7v至5.5v，输出电压范围为0.62v至3.6v，有固定和可调两种类型，输出电流1.2a；在pwm连续工作模式下，提供高达4mhz的恒定开关频率。
图1：mic33153同步降压稳压器系统框图
（图源：microchip technology inc.）
“高效率”是mic33153的一个重要标签，其峰值效率高达93%。值得关注的是，由于采用了独特的hyperlight load模式，其在轻载模式下的效率表现也不俗，1ma时高达85%。此外，其静态电流仅为22μa，且支持可编程软启动，可以说是将能想到的提升效率的举措都用足了。
mic33153将完整的dc-dc降压转化功能集成在一个14针3.0mm x 3.5mm的qfn封装内，包括电感以及一系列电路保护功能。模块的外部只需两个很“小”的输出电容（2.2μf），就能保证在整个负载范围内输出纹波电压都非常低，并具有超快的瞬态响应。
高集成度、小型化、频率高、瞬态响应快、输出纹波低，全负载范围高效率……集诸多优点于一身，这使得mic33153非常适合在便携应用中为处理器等关键器件提供高品质的电压轨。
图2：mic33153典型应用电路
（图源：microchip technology inc.）
上述这些特性优势，在microchip其他的dc-dc降压电源模块身上也有所体现。
比如mic33m350和mic33m356电源模块，它们是采用恒定导通时间（cot）控制架构的高效（高达95%）、低压输入、3a连续电流同步降压电源模块。它们同样具有hyperlight load模式，可在轻负载时提供非常高的效率，同时具有超快的瞬态响应。
图3：mic33m350和mic33m356电源模块
（图源：microchip technology inc.）
这两款电源模块还具有锁存热关断保护、锁存限流保护等保护特性；在emi方面满足cispr32 class b辐射emi标准（mic33m350还符合cispr25 class 5辐射emi标准），“综合素质”都很强。
特别值得一提的是，这两款电源模块还提供了灵活的可配置性。mic33m350的输出电压由两个vsel（电压选择）引脚设置，可支持最多9个不同电压值（0.6v、0.8v、0.9v、1.0v、1.2v、1.5v、1.8v、2.5v或3.3v）。这种方法无需外部反馈电阻分压器，输出电压设置精度更高。
图4：mic33m350系统框图
（图源：microchip technology inc.）
mic33m356的输出电压配置是通过i2c接口进行编程的，针对不同的产品型号，支持的电压范围分别为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两种不同的默认电压选项，使应用能够以安全电压电平启动，然后在i2c控制下迁移到高性能模式。
图5：mic33m356系统框图
（图源：microchip technology inc.）
同时，mic33m350引脚分配与基于i2c的mic33m356可编程稳压器是兼容的，可根据应用的需要进行替换。这也是一个很赞的设计。
上述这些特性，加上2.4v至5.5v输入电压范围、低关断电流和低静态电流、高效散热的24引脚qfn封装等特性，使得mic33m350和mic33m356非常适合用于单节锂离子电池供电应用。
图6：mic33m356典型应用电路
（图源：microchip technology inc.）
本文小结
dc-dc降压电源模块作为一种常见的电源管理器件，应用日趋广泛。不过，想要为应用选择到一颗“理想”的dc-dc降压电源模块，除了基本的性能参数，还要对这些参数之外的一些关键特性进行深入的考量，这样才能知其然并知其所以然，找到一颗“综合素质”优秀的产品。
本文介绍的几款来自microchip的dc-dc降压电源模块，就是很好的范例，对于外形紧凑、要求高转换效率的便携应用，提供了一个性能出色、应用简便的解决方案。
Altera发布面向FPGA的OpenCL解决方案 简化FPGA开发
风力发电机怎么做
华润上华成功开发600V和1700V IGBT工艺平台
十大区块链应用领域
华为mate10、华为p11最新消息：华为一血前耻，即将发布华为mate10、华为p11，太走心！
DC-DC降压模块的优势
CO2辅助生成富含晶界的Cu催化剂实现高效CO-CO偶联
FTTR技术的原理和优势
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3296w100k电位器介绍
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PPTC自恢复保险丝选型及其参数含义
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