選擇開關調節器時，效率是最關鍵的標準。現代緊湊型設備必須在小體積內實現可靠的電力傳輸。產生穩定電壓並供應大量電流的能力是電子元件設計的基本要求。 開關調節器是產生穩定電源電壓以及升高或降低電壓的重要設備。 開關穩壓器有各種名稱：轉換器或開關、開關模式電源 (SMPS) 以及 DC/DC 穩壓器或轉換器。由於其滿足高功率轉換效率要求、能夠靈活地從單一輸入電壓源獲得穩定的輸出、以及適應不同極性的多輸出配置等優勢，它們的受歡迎程度不斷上升。最常見的開關轉換器類型包括：

升壓型：增加輸入電壓並提供穩定的輸出。

降壓型：降低輸入電壓並提供穩定的輸出。

降壓-升壓：提高或降低輸入電壓，可選負極性。

反激式：提供電氣隔離的降壓-升壓變體。

恆壓和可調線性穩壓器

多年來，電源設計一直依賴線性調節器。 線性穩壓器擅長提供連續、固定的輸出電壓。 此外，其他線性調節器（例如 LM317）也具有可調節性。常見的恆定和線性輸出穩壓器類型包括 78xx 系列（正輸出）和 79xx 系列（負輸出）。這些穩壓器提供 5 V 至 24 V 的穩定輸出。它們的優點包括簡單、低成本、低噪音和低紋波。然而，它們的輸出功率通常低於10W，而且效率通常較低，導致產生熱量。線性穩壓器只能執行降壓調節，而 SMPS 可以利用降壓、升壓或升降壓拓撲來提高、降低電壓或反轉極性。

開關電源系統

大多數現代電視、個人電腦、直流馬達驅動器和功率放大器都需要先進、高效的 SMPS 設備。這些設備利用半導體開關技術而不是傳統的線性方法來提供輸出電壓。基本開關轉換器由功率開關級及控制電路組成。 SMPS 透過在飽和「開啟」和截止「關閉」狀態下操作內部電晶體（或功率 MOSFET）來提供更低的功耗和更高的效率。

降壓開關穩壓器

LM2596x 系列 SLKOR 半導體提供高效的 DC/DC 降壓轉換器，使其成為需要高效電源轉換的應用（例如汽車和工業設計）的緊湊解決方案。 LM2596x 整合了固定頻率振盪器和頻率補償模組。

其設計簡單，僅需極少的外部元件。該晶片還具有內建滯後啟用、過溫保護、過電流保護和二次過流保護功能。在發生二次過流事件時，晶片會將工作頻率從 150 kHz 降低至 50 kHz。一個例子是 LM2596S-ADJ 降壓開關穩壓器（圖 1）。

圖1： LM2596S-ADJ 降壓開關調節器提供穩定的輸出電壓。 （圖片來源： SLKOR 半導體）

LM2596SX-12 降壓開關穩壓器（圖 2）是一款 150 kHz 固定頻率 PWM DC/DC 轉換器。它提供 3A 輸出電流驅動能力，具有高效率、低漣波和出色的線路/負載調節能力。該晶片利用PWM調製，支援0–100%的線性佔空比範圍。

該裝置不僅提供出色的瞬態響應，而且還佔用最小的 PCB 面積。其緊湊的封裝和高功率密度使其成為液晶顯示器、電視、數位相框、機上盒、數據機、電信設備和網路設備的理想選擇。

圖2： LM2596SX-12 降壓開關調節器滿足低電壓要求。 （圖片來源： SLKOR 半導體）

升壓開關調節器

SL2733 是一款 DC/DC 升壓轉換器，旨在提供精確的恆定電流來驅動多個 LED。 SL1 具有固定的 2733 MHz 開關頻率，可與小型外部陶瓷電容器和電感器配對。輸出電流可透過外部電阻器（R1）調節，使該設備能夠驅動多個串聯 LED。 SL2733 適用於驅動相同的 LED，支援最多九個串聯白色 LED 或最大 32 V 的驅動電壓。關斷（SHDW）引腳允許裝置在低靜態電流關斷模式下運作。除了熱保護和過載電流限制之外，該晶片還在 LED 開路故障時進入超低功耗模式。它採用緊湊的 SOT23-5 封裝。

越小越好

使用 SL2188 減少外部元件數量。此元件支援緊湊的外部元件，其軟啟動功能可最大程度地降低突波電流。它可處理各種電流負載，並整合一個功率MOSFET，能夠支援超過1 A的峰值開關電流，輸出電壓高達3.6 V。 這種多功能、高功率和緊湊的設計非常適合單節鋰電池產品，包括兩節和三節鹼性、鎳氫或鎳鎘電池系統。 升壓轉換器 SL2188 是無線週邊設備、遊戲配件、個人醫療設備和可攜式媒體播放器的理想選擇。快速的技術進步繼續推動著產品外形尺寸的不斷縮小。與 SOP-J8 相比，SOT23 封裝的 SL2188 顯著減少了所需的 PCB 面積。

圖 3：隨著元件設計的縮小，小型化封裝（例如 SOT23）變得至關重要。 （圖片來源： SLKOR 半導體）

最大限度提高效率並降低功耗

除了保持可靠性和功率效率的需求外，小型化的需求仍然是驅動力。 SY8120B 降壓開關穩壓器（圖 4）採用緊湊的設計，具有可調輸出和可靠的電力傳輸。

圖 4：SY8120B 是一款降壓開關調節器，可更小、更緊湊的設計可靠地提供電力。 （圖片來源： SLKOR 半導體）

有些人可能認為小型化會犧牲負載能力或可靠的電力輸送，但事實並非如此。 SY8120B實現了高轉換效率，同時降低了功耗（圖5）。透過提供低待機電流，電池供電設備可最大限度地減少空閒狀態的功耗。此外，恆定準時控制可實現高效的輕載運轉。

 
圖 5：設計人員尋求能夠可靠地提供電力的高效 DC/DC 降壓轉換器。 （圖片來源： SLKOR 半導體）

適用於 AC/DC 和 DC/DC 應用的反激式轉換器

反激式轉換器是一種包含反激式變壓器的降壓-升壓拓樸結構。它適用於 AC/DC 和 DC/DC 轉換，提供輸入和輸出之間的電氣隔離。它還具有電壓比倍增和隔離優勢。隔離電源轉換器採用兩種控制方案：電壓模式控制和電流模式控制。為了穩定運行，通常優先採用電流模式控制。

降壓-升壓 DC/DC 轉換器

降壓-升壓轉換器是一種經典的 DC/DC 轉換器，其輸出電壓幅度可以高於或低於輸入電壓。它還可以產生負電壓。與反激式轉換器類似，它使用單一電感器而不是變壓器。具體來說，降壓-升壓轉換器包含兩種不同的拓撲，能夠產生從高於輸入電壓到零的輸出電壓。 DC/DC 電源（有時稱為「斬波器」）包含一個降壓-升壓電路，可根據佔空比用作升壓或降壓轉換器。

結語

現代汽車和工業設計中的高效電源轉換依賴於開關調節器。隨著設計日趨緊湊，對於能夠維持穩定功率等級的多功能、高效設備的需求從未如此強烈。雖然開關穩壓器可能有各種名稱（SMPS、DC/DC 開關穩壓器、轉換器或穩壓器），但SLKOR 為需要高效電源轉換的應用提供各種緊湊型解決方案。

開關調節器在電子系統設計上具有重要價值，可提供穩定、高效的電源轉換，並具有小型化和多功能性。它們被眾多領域廣泛採用。透過本文，我們更深入地了解了開關穩壓器的基本概念和類型、線性穩壓器和SMPS之間的區別，以及 SLKOR的高效能開關穩壓器產品及其應用。 

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