正如我同事Brian 在他博客中提到的那样，如今每个人都有智能手机或平板电脑。它们是收发商务电子邮件、接打个人电话以及跟上时代发展潮流的必备工具，而且总是有新潮的游戏提供，愤怒的小鸟、糖果大爆险以及填字游戏等等。我们的智能手机不仅支持天气预报，而且还可为我们指引方向。所有这些特性与功能可让我们的生活更轻松、更高效。
如果您像我一样，也会为您的设备充电一整宿，以满格电池开始新的一天。但是，由于屏幕尺寸与显示器亮度等耗电元素的原因，现在电池很少能维持到我所需要的使用时长。
解决这一问题的便捷方法是在往返路上给电话充电。车载 DC/DC 充电器不仅正在不断普及，而且也很必要。
DC/DC 充电器有几种不同种类。很多汽车都有内建 USB 端口，其可用来给这些设备充电。此外，配件市场收音机及储存收音机在实现收听设备中存储的音乐的同时，也可带来这种便利性。最后，如果这些选项都没有，还可在配件市场中找到符合附件端口或点烟器要求的充电器…
在本篇文章中，我将从不同方面深入介绍降压、升压和降压-升压拓扑结构。
降压转换器
图1是非同步降压转换器的原理图。降压转换器将其输入电压降低为较低的输出电压。当开关Q1导通时，能量转移到输出端。
图1：非同步降压转换器原理图
公式1计算占空比：
公式2计算最大金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）应力：
公式3给出了最大二极管应力：
其中Vin是输入电压，Vout是输出电压，Vf是二极管正向电压。
与线性稳压器或低压差稳压器（LDO）相比，输入电压和输出电压之间的差异越大，降压转换器的效率就越高。
尽管降压转换器在输入端具有脉冲电流，但由于的电感 - 电容（LC）滤波器位于转换器的输出端，输出电流是连续的。结果，与输出端的纹波相比，反射到输入端的电压纹波将会更大。
对于占空比小且输出电流大于3A的降压转换器，建议使用同步整流器。如果您的电源需要大于30A的输出电流…
作者：Brian King
今天，开关电源将把 MOSFET 作为电源开关几乎是意料之中的事情。但在一些实例中，与 MOSFET 相比，双极性结式晶体管 (BJT) 可能仍然会有一定的优势。特别是在离线电源中，成本和高电压（大于 1kV）是使用 BJT 而非 MOSFET 的两大理由。
在低功耗（3W 及以下）反激式电源中，很难在成本上击败 BJT。大批量购买时，一个 13003 NPN 晶体管价格可低至 0.03 美元。该器件不仅可处理 700V VCE，而且无需过大的基流便可驱动几百毫安的电流。使用 BJT，增益和功率耗散可能会将实际使用限制在低功耗应用中。在这些低功耗标准下，MOSFET 与 BJT 之间的效率差异非常细微。下图 1 对比了两个相似 5V/1W 设计的效率。第一个设计是 PMP8968 使用 MOSFET，而另一个设计则是 PMP9059 使用 BJT。这并不是完全公平的对比，因为这两个电源在设计上采用不同的输入电压运行…
当选择一个可从单电源产生多输出的系统拓扑时，反激式电源是一个明智的选择。由于每个变压器绕组上的电压与该绕组中的匝数成比例，因此可以通过匝数来轻松设置每个输出电压。在理想情况下，如果调节其中一个输出电压，则所有其他输出将按照匝数进行缩放，并保持稳定。
然而，在现实情况中，寄生元件会共同降低未调节输出的负载调整。在本电源小贴士中，我将进一步探讨寄生电感的影响，以及如何使用同步整流代替二极管来大幅提高反激式电源的交叉调整率。
例如，一个反激式电源可分别从一个48V输入产生两个1 A的12V输出，如图1的简化仿真模型所示。理想的二极管模型具有零正向压降，电阻可忽略不计。变压器绕组电阻可忽略不计，只有与变压器引线串联的寄生电感才能建模。这些电感是变压器内的漏电感，以及印刷电路板（PCB）印制线和二极管内的寄生电感。当设置这些电感时，两个输出相互跟踪，因为当二极管在开关周期的1-D部分导通时，变压器的全耦合会促使两个输出相等。
对于电源设计人员来说，PCB 布局是最重要的工作之一。每位从事电源工作的工程师都犯过导致电源无法正常工作的相关 PCB 错误。此外，如果让对电源一无所知的人尝试执行电路板布局，那将后患无穷！
事情并不像看上去那么糟糕，封装与 IC 技术的进步已经创建了有助于解决这些问题的全新产品类型。具有集成型电源开关 (FET) 的电源控制 IC 正在快速占据负载点市场。DC 至 DC 负载点转换器通常用于从中间总线（5V 至 12V）生成低电压轨（1V 至 5V）。近 10 年前，还很难找到能够提供 3A 以上输出电流并具有集成型 FET 的器件。而今，支持达 30A 电流处理能力的低电压输入（3V 至6V）及中间电压输入（高达 30V）器件已经非常普遍了。
与传统控制器加外部电源开关相比，集成型 FET 电路可提供大量优势：
工程师在为采用时钟、数据转换器或放大器的医疗应用、测试和测量以及无线基础设施的噪声敏感型系统设计电源时，经常遇到的一个问题是如何提高准确度和精度，并最大限度降低系统噪声。鉴于不同的人对“噪声”这个术语有不同的理解，我在此声明，本篇文章讲述的噪声是指电路中电阻器和晶体管所产生的低频热噪声。 您通常可将噪声频谱密度曲线（以微伏/平方根赫兹为单位）中10 Hz至100kHz带宽内的噪声视为集成输出噪声（以均方根毫伏为单位）。电源噪声会降低模数转换器的性能并引起时钟抖动。
以前，对时钟、数据转换器或放大器供电时，先后采用直流/直流转换器（或模块）、低压降稳压器 (LDO)（例如 TPS7A94、TPS7A82、TPS7A84、TPS7A52、TPS7A53 或
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| 下面是 2013 年 TI PowerLab™ 参考设计库中排名前 12 的经过全面测试的电源参考设计，其中包括测试报告、原理图、材料清单 (BOM)、PCB 布局、Gerber 文件和相关器件。 | |||||||||
| 2013 年最佳电源参考设计 | |||||||||
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作者：George10687
第一次观看PMBus演示时的情景一直让我记忆犹新。大约8年前，我和一位电源工程师一起出差，出差期间，观看了PMBus降压控制器的演示。我仅需按下电脑上的一个按键，就可以更改电源软启动、开关频率或输出电压。这真让我大吃一惊，通常情况下，更改这些设计参数需要在实验室中进行，花费时间焊接新电阻器/电容器，然后再测量实际性能。
虽然在那个时候这是一项令人吃惊的技术，但是现在PMBus已经很常见了。越来越多从事有线和无线通信、企业服务器和存储，甚至行业细分领域的公司使用PMBus电源。PMBus如此受欢迎的原因在于它具有以下优点：
能够采集数据，在例程中使用，有可能提升数据中心效率和电能利用率…
作者：Tim Goodrow 德州仪器
在进入TI以来，我花了无数时间帮助世界各地的客户采用 TI 电源产品进行设计。一般来说，客户将了解工作条件情况以及电源需要达到什么样的性能水平，了解尺寸、效率、频率、组件数量、成本以及特性。
优化电路解决方案并保持高可靠性是良好电源设计需要的。我们的电源设计服务团队经常与客户合作，一起设计和构建电源参考设计，帮助他们实现激进的设计目标。
例如，你能否将 10W 充电器做成一英寸方块，能否以低成本实现不足 30mW 的待机模式功耗！？
是的，我们可以，而且已经做到了。请看一下 PMP8286。一个冰块外形的内部是 AC 至 USB 充电器。
电源设计服务团队和我已经创建了数千个类似于 PMP8286 的电源参考设计，而且都构建成功并通过了测试。
去年，我们创建了免费使用的 Power Lab 工具，PowerLab 是一个电源参考设计库，包含简单易用的搜索工具，可帮助您根据输入…
作者：Joe DeNicholas 德州仪器
实现相位可调光低纹波 LED 驱动器的最低成本方法是什么？不是开关稳压器，而是支持动态负载的线性稳压器。这里有一些与使用线性离线 LED 驱动器解决方案有关的最常见问题。
TPS92411 功能方框图
1. 为什么照明设计人员要使用电解质电容器？没有那种元件能以电解质电容器的价位提供相应的大容量存储。如果在制造和装配过程中经过精心挑选、采购和处理，它们可能会非常可靠。事实上，认为电解质电容器是 LED 驱动器系统中可靠性最差的元件的这种观点是错误的，因为有四至六种其它元件比电解质电容器更容易引起稳定性问题。电解质电容器的使用寿命终结时间通常定义为在电容降低 50% 或等效串联电阻 (ESR) 提高一倍的时候，（ESR 的翻倍在这里几乎没什么影响，但电容器的使用寿命接近终结时间，因此它可能不会提升 1 倍）。电解质产品的大多数问题在于低成本反激式电源（例如低成本的 PC…
作者: Ryan Manack
许多应用处理器均需要现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）和其它大功率中央处理器（CPU）等负载的电流快速变化。这些系统的电源要求特别注意控制拓扑结构选择和输出滤波器设计，以支持快速电流阶跃。一旦设计完成，关键的挑战就是测试电源与规定的电流阶跃和转换速率。在本文中，我们举例说明了一个简单电路，可进行超过300安培/微秒（A/us）的电流转换。
用电子负载测试电源的瞬态响应很常见。对许多系统轨（如服务器的3.3V或5V总线）而言，电子负载很容易配置为在2-10A/us的范围内汲入电流的模式。但是，内核电压可能需要转换速率比这些水平高两个数量级。高转换速率测试中的一个主要限制因素是负载路径中的寄生电感。要以300A/us的速率为0.9V输出转换15A的电流，公式1计算出的最高电感是3nH。作为参考，成圈状通过电流探头的16级导线的1英寸片可将20nH的电感添加到负载路径中。很明显，需要另一种电流汲入方法…
作者：John Betten
单端初级电感转换器（SEPIC）在降低或升高输入电压以维持稳定的输出电压方面功不可没。这在汽车应用或可能提供多个输入源的系统中非常有用，但您不一定要更改转换器类型。SEPIC具有许多优势（如极小的有源部件），并且只需要一个低成本的升压型或反激式控制器。但像所有的拓扑结构一样，它在某些性能方面也可能收效不佳。其中的一个不足之处就是二极管整流导致的受限最大输出电流。让我们来看看如何同步输出才能对此有帮助。
图1展示了一个基本的SEPIC电路，图2则详细说明了对应的关键电压和电流波形。当Q2打开时，它导通的电流量是流经L1每个绕组的电流总和。这个总和等于输入电流加上输出电流，且在满载且输入电压最小时达到其最大值。当Q2关闭时，这两种电流通过D1改道至输出电容器和负载。当Q2关闭后电流只能在D1内流动，因为当Q2打开时D1是反向偏置的…
作为WEBENCH® 设计开发团队的长期成员和之前的产品线应用工程师，在为新入行工程师和设计时间紧迫的工程师们提供电源设计工具方面，我已经有很多年的工作经验了。我们的目标始终是为设计人员提供那些能够自动操作耗时任务的工具，并且帮助你的产品更早上市。虽然我认为我们确实为刚刚崭露头角的工程师们提供了一款非常有价值的工具，但是我们也认识到，有一大批设计界的朋友是电源设计方面的专家，他们不需要入门级的工具，而非常需要对设计有更多的掌控，并且能够从同一款自动化工具中受益。我们刚刚推出的全新WEBENCH高级工具是目前为止最有挑战性的一项开发任务，不过现在的WEBENCH Power Designer（电源设计工具）为专家级设计人员提供更多的高级设计控制，以及仿真导出功能，这个功能甚至可以将最复杂的设计导入到你的CAD工具中。
高级选项使你能够根据设计需要找到专门的解决方案，并对其进行控制。借助WEBENCH Power Designer所支持的超过1500款电源模块和LDO…
我有一个 10 个月大的女儿。许多有小孩的人都知道，有孩子的人睡觉安排有点麻烦。有时候我发现自己到深夜了还在看电视购物广告。我看的内容已经非常多了，甚至都能准确预测下面将要发生的事。我最喜欢的内容包括：“请稍等！还不止这些！”以及“如果现在拨打电话，我们将双倍奉送！”我没买过任何东西（除非几个月后我在商店里看到了），但是这些主意非常好，而且通常很有娱乐性。
PowerLab 笔记推出已有大概六个月了，而 PowerLab 本身已超过一年，但我还没有介绍过典型 PowerLab 设计具体包含什么内容，也没有解释过其中原由。我想现在应该说明一下，而且用电视购物广告的方式。也许您会受到极大诱惑而想尝试一下，“毕竟这是免费的！”
PowerLab 中包含的每个设计首先都有一套来自真实应用的性能规范。这些性能规范由为系统寻找合适电源解决方案的工程师提供…
远程信息处理控制单元（TCU或T-BOX）是一种嵌入式车载系统，可应用于车辆的无线跟踪与通信等领域。该系统可分为电源轨、充电管理、接口、紧急呼叫单元、无线连接单元、天线等模块。其系统划分如下：
在本系列的文章中会依次对以下主要模块进行详细介绍：
第一节：电源轨；
第二节：充放电管理；
第三节：接口；
第四节：紧急呼叫单元；
第五节：无线连接单元；
第一节 电源轨
第一节先对电源轨展开介绍。
T-BOX电源模块可分为电源轨以及充电管理两个部分。电源轨主要是分析T-BOX的一级电源、二级电源以及估算总体的功率情况；而充电管理主要是针对备用电池。下图为VBAT、备用电池、电源管理以及负载之间的关系。正常情况下，VBAT为负载供电的同时也会为电池充电；当遇到突发状况时（如撞车），VBAT失效，此时由备用电池为负载供电。
1) 一级电源
目前主流的方案有三种，分为只降压，既升压又降压，以及先降压后升压。
方案一：只降压
…作者：Brent McDonald
是的，我知道这个题目实在有些老土，但我想如果您赏光一览，您真的会喜欢这篇文章。
我们都不止一次听说过智能电源将给电源行业带来的伟大变革。在许多方面，它已达到或超过了我们的预期；但在其它方面，它也让我们感到一丝丝失望。我禁不住想某些这样的情况源于这样一个事实：炫酷技术很容易让人迷恋，只因为它与众不同或充满新意；然而我们却忽略了它并没做真正伟大的事情这一事实。换句话说，我们有些人可能会觉得智能电源很棒，但我们不知道要用它做什么才能彰显它的魅力。
我想列举一种借助数字电源的智能性实现的新技术。我想您会发现它非常棒又非常有用。实质上，这是一种全新的同步整流方案，可提高逻辑链路控制（LLC）变换器的效率、增加其稳健性和设计简易性。
现在请稍等。在您闭上眼睛打瞌睡之前，继续听下去。马上就讲超酷的东西。我保证…
作者：Brian King
您在补偿隔离式电源的反馈回路时是不是感到无从下手呢？在您进行测量时，回路的断开位置将直接影响到这项工作的难度。
在选择TL431电路周围的补偿组件时，在一个特定的位置断开回路十分关键。我们可以选择在两个位置断开回路。
大多数工程师喜欢在图1显示的反馈电阻分压器的位置上断开回路。毕竟，我们在非隔离式降压电路中是这么做的。当我们在这款隔离式电源中也进行同样操作的话，内部回路会变成发电厂设备的一部分，并且使得方程式和设计过程变得复杂。当我们在分压器上断开回路时，我们必须：
图1.在反馈分压器的位置上断开回路会使测量过程复杂化…
作者:Melinda Xie
控制环路增益可在波特图（Bode Plot）中标绘，是一个能够较好评估系统稳定性的指标。控制环路带宽还可直接影响瞬态响应性能。
DCAP™或DCAP2™/DCAP3™调节器（在这次讨论中笔者将称之为DCAPx）因其简单性而流行。当涉及到控制环路增益的测量时，DCAPx给工程师带来了挑战。通过从反馈电阻器分压器的顶部切断环路（如图1所示），很容易测量波特图。这适合传统控制架构，因为传统架构只有一条输出反馈路径，且反馈在脉宽调制（PWM）之前经过补偿器。
与传统电压模式或电流模式控制架构不同的是，DCAPx控制系统拥有两条直接输出反馈路径：一条通过反馈电阻器分压器网络，另一条则通过直流电阻…
万众期待的Robert A. Mammano新书《电源设计基础》简体中文版隆重上市！电源设计入门推荐经典书籍！
作者：Tim Goodrow
我于2003年7月加入TI，负责电源管理营销方面的工作。在我工作的第一周，我的老板是这样向我介绍Robert Mammano的：“Tim，我想介绍Robert Mammano给你认识。Robert是首个开关电源控制集成电路[IC]的发明者。”
Robert当时正在管理TI的全球电源设计研讨会，并在我们的办公室与技术专家会面。对于我而言，能够与电源行业的标志性人物会面，是一个令人难忘的时刻。
时间快进到2016年1月——我的老板表示希望让我负责一个新项目，记得当时他是这么和我说的：“Tim，我希望你和Robert Mammano一起工作，共同编制一本电源教科书，总结出我们三十年电源设计研讨会的技术内容。”…
我经常感到的奇怪的是，我们的行业为什么不在加快氮化镓 (GaN) 晶体管的部署和采用方面加大合作力度；毕竟，大潮之下，没人能独善其身。每年，我们都看到市场预测的前景不太令人满意。通过共同努力，我们能够大大增加这项高能效技术的市场渗透能力。
如果GaN取得胜利，我们都是赢家。世界范围内的能效只需提高1%就足以关闭45个火力发电厂。在我们的日常生活中，我们已经目睹了GaN技术的部署和采用—在几个月之前，有些事情我还不太明白，直到我女儿问我GaN长得什么样子时，我才意识到，在家中的节日彩灯中有数百个GaN：GaN LED。
一个很不错的合作主题就是GaN可靠性。即使GaN晶体管现在通过了传统硅质量检测应力测试，或被称为“qual”，它的部署和采用仍然很慢。由于它是基于硅材料的，“qual”并不能提振低用户对于投入回报的信心。虽然通过“qual”测试对于器件的生产制造、质量和可靠性具有里程碑式的意义，但还不清楚它在器件使用寿命…
在这两部分博客系列的第1部分中，我讨论了除数据表的首页之外，了解有关电源模块集成和解决方案尺寸的完整故事至关重要。在本系列中，我将讨论与电源模块瞬态响应和效率相似的问题。
瞬态响应是最具挑战的模块功能之一，以缩合成前页列表。这个困难常常导致制造商声称他们的设备具有类似“超快速瞬态响应”的物品。而此困难很可能导致此物品变得毫无意义。对于敏感的数字负载，了解设备的瞬态响应是超快的并不够。重要的是要了解您的输出电压将会过冲和下冲，以及恢复需要多长时间。通过确保数据表中的测试条件（如下表1所示）与实际应用紧密配合，您可以轻松评估设备在系统中的性能。
表1：TPSM84A21瞬态性能数据
模块的负载瞬态性能也与设备的输出电容密切相关。这就是模块集成问题再次出现的地方。即使是具有集成电容器的模块也可能在“理想”条件下拉低瞬态数据…
远程信息处理控制单元（TCU或T-BOX）是一种嵌入式车载系统，可应用于车辆的无线跟踪与通信等领域。
在本系列的文章中会依次对以下主要模块进行详细介绍：
第二节：充放电管理；
第三节：接口；
第四节：紧急呼叫单元；
第五节：无线连接单元；
第二节 充放电管理
正常情况下，VBAT为负载供电的同时也会为备用电池充电；当遇到突发状况时（如撞车），VBAT无法正常供电，此时转换成备用电池为负载供电。如下图蓝色阴影框图所示，备用电池的充放电管理主要分成三个部分：电池组、充电器以及预升压。
图-1
1. 电池组
常用的蓄电池有Ni-MH，LiFePO4以及Li-Lon，其特点列举如下表所示。
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类型 |
Ni-MH |
LiFePO4 |
Li-Lon |
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优点 |
可靠耐用； 过量的充电不会产生高温； 成本较低；
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高额定电流； 寿命长； 热稳定性高； 安全； |
高能量密度； 高电压（3.6V… |
相信大多数人很多时候在还未读完“条款和适用条件”的时候就点击了“同意”。既然如此，为何要花费这么多时间去阅读那些繁冗的条文呢？同任何重要的文件一样，数据表也有条文——1页的规格说明， 20页的条文细则。电源模块尤其如此，因为集成化遮掩了关于设备的关键细节。我将分两部分在博客文章中讨论，基于数据表首页的电源模块评估中几个常见的障碍。
对模块的集成进行评估具有挑战性。最基本的电源模块只是一个小的组件，内部有转换器和电感，它基本上替代了一些电源工程师必须投入时间和精力来创建的一些电路板设计。然而，并非所有模块都是相同的：使用了电源模块却并不意味着不需要外部组件（在某些情况下，如图1所示，需要很多外部组件）。
图1：输入和输出电容增加了模块电路的复杂性
模块之间的最大差异与输入和输出电容是否集成有关…
作为电源工程师，我们能够回忆起第一次接触到理想化的降压和升压功率级的场景。还记得电压和电流波形是多么的漂亮和简单（图1），以及平均电流的计算是多么地轻松，并且确定与输入和输出相关的传递函数也轻而易举？
图1：理想化的降压与升压功率级：这些图看起来真是太棒了！
当我们对于用实际组件来实现转换器有更加深入的了解时，这个波形变得复杂了很多。不断困扰开关转换器的一个特别明显的非理想状态就是同步降压或升压转换器内所使用的MOSFET体二极管的反向恢复。氮化镓—GaN器件不会表现出反向恢复特性，并因此避免了损耗和其它相关问题。借助于我的LMG5200和一个差不多的基于硅FET的TPS40170EVM-597，我将开始在24V至5V/4A电源转换器中测量反向恢复。
反向恢复—到底是个啥东西？
一个二极管中的反向恢复就是当反向电压被施加到端子上时流经二极管的反向电流…
作者：Robert Taylor1 德州仪器
大多数电源设计人员都知道怎样把较高电压转换到较低电压（降压转换器）或把较低电压转换到较高电压（升压转换器）。但如果要生成不同极性的电压又当如何呢？这类电源设计并不常见，但对各种工业、音频以及 RF 应用来说极为必要。
从正极生成负电压有几种不同方法。您可使用任何类型的隔离转换器（反激、正激等）或升降压转换器。
在使用隔离转换器时，GND 被隔离，设计人员可根据设计需要随意连接负载。在使用非隔离拓扑生成该负电压时，升降压转换器（图 1）最便捷。
图 1：升降压转换器的简单原理图
非隔离拓扑的挑战在于如何在负输出电压和控制信号之间建立关联。可使用放大器或晶体管创建电平转换器，不过还有更低成本、更便捷的方法。您可使用任何通用降压转换器 IC，将该 IC 按一定配置连接起来，就可解决该挑战。
图 2 —
这种配置的思路是把输出电感器连接至 GND（而非降压转换器中的…
模拟
汽车
DLP® 技术
嵌入式处理
工业
电源管理
