降压开关稳压器：原理、性能及应用

降压开关稳压器（或转换器）将较高的直流电压降至较低的直流电压，即“降低”输入电压，在不改变极性的情况下在输出端产生较低的电压。降压稳压器广泛用于需要本地电压转换的系统中，例如为分布式电源导轨降压（例如从 24V 降至 5V）。它们在各种应用中至关重要，包括电子设备中的电源管理和电池供电系统中的电压调节。

平均输出电压为 PWM 控制信号的占空比乘以输入电压 V_IN。图 2 显示了该电路的特征波形。

相比其他电源转换拓扑结构，降压稳压器拓扑结构具有多项优缺点。

其优点包括：

• 高效率：降压转换器可实现超过 97% 的高效率。在同步设计中，这种高效率尤其容易实现。
• 输入电压范围宽：降压转换器能处理较宽的输入电压范围。
• 设计紧凑：它们所需的外部元器件极少，非常适合空间受限的应用。
• 输出电压灵活：输出电压可以在一个较宽的范围内进行设定。

降压开关稳压器的缺点包括：

• 对负载变化响应缓慢：电流模式降压转换器对负载的骤然变化响应相对缓慢，尤其是在低占空比时。一旦功率晶体管 S1 关闭，它将保持关闭状态直到下一个时钟周期。
• 输出电压波动：由于带宽有限，快速负载变化可能导致输出电压产生显著波动。
• 噪声滤波挑战：由于开关操作产生的脉冲输入电流，降压稳压器会产生电磁干扰，因此需要进行噪声滤波。

降压转换器具有高效和结构紧凑的特点，但在负载响应、噪声和电感选择方面存在局限性。

设计一款性能卓越的降压稳压器并非易事，但 RECOM 通过将关键元件整合到易于使用的电源模块中，简化了这一过程。


RPH-3.0 系列结构紧凑、功能多样，旨在高效精确地满足复杂的电源转换需求。这款降压稳压器电源模块集成了屏蔽电感器，可实现低电磁干扰，并提供了多项功能以确保最佳性能和可靠性。该模块的最大输入电压为 55V，可为各种应用提供了强大稳健的解决方案，确保稳定高效的电压调节。输出电压在 1 至 15V 范围内完全可编程，可灵活满足具体系统要求。

该电源模块可提供最高 3A 的最大输出电流，非常适合为各种电子设备和系统供电。RPH 系列具有短路保护 (SCP)、过电流保护 (OCP)、过电压保护 (OVP) 和欠压锁定 (UVLO) 功能，确保连接设备的长久耐用和全面保护。

RPH 电源模块 采用紧凑型 10mm x 12mm x 4mm QFN 封装，非常适合空间有限的应用，便于集成。采用倒装芯片技术来增强热管理，确保模块即使在苛刻的条件下也能高效工作。RPH 的效率高达 91%；这种高效率不仅可以降低能源消耗，还可以最大限度地减少热量产生，从而提高模块的整体可靠性并延长使用寿命。

RPH-3.0 系列作为一款最先进的解决方案，集尖端技术、紧凑设计和强大保护功能于一体，适用于所有消费电子、工业应用或任何其他需要可靠负载点供电 的项目，确保提供一致且高效的性能表现。

基于降压拓扑的电源模块是非隔离的，即它不使用变压器来提供输入与输出之间的电气隔离。在数据采集、工业物联网 (IIoT)、绿色能源和其他众多领域的应用中，都需要电气隔离。RECOM 为这些应用提供了各种隔离电源模块。

降压开关稳压器是一种经过时间考验的解决方案，具有外形紧凑、高效率等特点。在设计中使用降压稳压器时需要小心谨慎，而 RECOM 的 RPH-3.0 系列通过将关键元器件集成到紧凑且高性能的电源模块中，提供了简单的解决方案。