稳压器趋势

我们知道驱动电路需要电源IC。为了选择电源IC，设计工程师们一般在选择输入电压、输出电压和输出电流后，会根据热能来考虑选择线性稳压器或是开关稳压器。

如果电路比较简单，而且对于效率没有要求时，可以选择线性稳压器，如果要求效率高并且需要具有高密度电源的空间时就应该选择开关稳压器。但是，由于线性稳压器在低压情况下存在过热和效率低等问题，因此设计师逐渐向开关稳压器转移。

同时，开关稳压器是在全电压，高效率的要求下发展成为采用同步整流模式的开关稳压器，所以，当电路变得复杂时，设计上也会出现一些问题。尤其是在机器的小型化过程中，电源电路也要求节省空间，包括周边产品在内，为了实现小型化，开关频率也朝向高频率方向发展。

为了要持续高频率化、芯片的小型化，加上能够更简单地进行设计，电源IC制造商推出了内建FET的开关稳压器。同时，因为周边零组件的内建，也保证了产品的小型化，使得设计过程容易了许多。也就是说可以达到小型化以及设计简易方面两全其美的效果。

此时，市场上又出现了称为内建同步整流开关FET的Simple Switcher电源IC，所以，使用上很容易就能够支持从50Khz到 1MHz之间的高速开关频率的同步整流型开关稳压器。

产品范例

Simple Switcher是NS所开发的第四代新概念进阶型变流器。Simple Switcher可分为，能支持50KHz以下的第一代，能支持150KHz以下的第二代，能支持260KHz以下并且具有同步接脚的第三代，能支持到1MHz，并且在所有产品中都安装有同步接脚的第四代等。

第四代Simple Switcher是在输入为6V～45V/75V下，输出电流达到1.225V/0.5A、1.5A、3A的产品。计划在日后生产出可达到支持5A的产品，即使有多信道负荷出现时也能够全部承受。当数字设备中需要将多元化的电源组件全部都嵌在一个芯片中时，所支持的电源信道也需要那么多。

之所以提升开关频率，是因为可以缩小周边零件的尺寸。在同样的3A输出中，开关的频率从50KHz提升到1MHz时，线圈的大小从100μH缩小到10μH。这样，组件的尺寸将大幅下降，电源电路的空间也明显地减少。但是，由于无法再提升门驱动的电流量，所以频率范围将无法无限的提升。同时，在提升频率后波型末端处会变大，造成噪声特性变坏。

Simple Switcher将开关稳压器电路中必需的FET及PWM单元整合在一个芯片里。这两个单元分离后称为控制单元。过去，因为需要使用其它的外围零件，电路变得很复杂，电源工程师需要做出很大努力才能对准FET门驱动电压。而Simple Switcher只需选择适合于所需用途的组件即可实现。

NS也提供了Simple Switcher的选择及电路构成的在线仿真，由于从零件选择到参考电路都能够在网上直接选取，所以即使非电源专业的工程师也可以按照其应用要求设计电源电路。

电路设计应用实例@中标:稳压器电源电压在开关频率中具有大量电源阻抗（Source impedance）

优质的输入电容器（Capacitor）用于Vin端的纹波电压控制，在工作期间提供大部分的开关电流。打开降压稳压器，进入Vin端的电流从电感器电流波形的低值上升至最高值。然后，关闭状态下下降至零。

工作期间内，Vin的平均电流为负载电流。输入电容（Capacitance）由RMS额定电流和最大的纹波电压来选择。采用低等效串联电阻（ESR）陶瓷电容器应为最大的输入过滤而选择。为了实现电容公差和电压效果，会使用2.2μF/100V陶瓷电容器。

输出电容消除电感器纹波，提供过载状态的充电电源

选择22μF陶瓷电容器会提供低等效串联电阻（ESR），降低输出纹波电压和噪声干扰。

所有LM5576应用要求使用萧特基类型的自振荡二极管

超高速二极管不会被推荐，因为逆修复过度电流会引起对IC的破坏。理想的逆修复特点和低正向压降是对于降压稳压器高输入电压和低输出应用特别重要的二极管特性。逆修复特点在降压开关被打开时决定浪涌电流在各周期能维持多久。

萧特基二极管的逆修复特点，在各周期的工作（turn on）期间发生的降压开关中尖峰瞬间电源降低为最小。其结果是降压开关变换引起的损失在使用萧特基二极管的时候大幅减少。

电感器值由工作频率、负荷电流、纹波电流、最小及最大输入电压Vin(min)、Vin(max)值决定

为了在连续导通模式（CCM）中保持电路，最大的纹波电流Iripple应小于最小负荷电流的2倍。这里31μH程度较适合。

NS从1989年开始，以Simple Switcher产品的效能和封装、电压及电流多元性为重点持续进行了多样化工作，现在能够提供500多种Simple Switcher产品。所有的产品可以透过网上Webench电源供应系统设计软件来方便快捷的使用。在线simple switch产品组合能够使用于直流/直流转换器的完整的设计环境。

最近发表的6个产品属于新的simple switch稳压器系列。

LM5574的输出电流为0.5A，LM5575的输出电流为1.5A，还有LM5576为3.0A的降压稳压器的输入电压范围是6～75V，输出电压为1.225～75V。这些产品的可调节频率范围是50kHz～500kHz。输出电流为0.5A的LM25574，1.5A的LM25575及3.0A的LM25576降压稳压器的输入电压范围是6～42V，输出电压为1.225～42V。这些产品的可调节频率范围是50kHz～500kHz。

---本文由NS美国国家半导体提供---

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