开关式稳压器的基本：重要特性 - 电源特性

针对开关式稳压器的基本，在此进一步说明开关式稳压器的重要特性，继前项「IC规格」之后，接着是「电源」的重要特性。

如前所述，近年开关式稳压器的设计大多仰赖欲使用的电源用的IC，为了符合电源的必要规格，选择IC是一大前提。因此，应检讨IC和电源规格间可能需要进行的若干取舍。

例如，电源方面，若过电流保护功能必须，则选择IC时除了过电流保护外，亦有可能具备过电压保护或过热保护。视IC而定，有些可以选择将功能设为无效，不过大多无法选择。此时，纵使有，如果没有不适合的话，变更为已追加其功能之电源规格或许是不错的选择。反之，虽然也有选择无过电流保护之IC，外接电路并搭载过电流保护功能的方法，不过考量到电路设计，追加分品，验证运作等，时间，成本，实装空间的缺点极有可能较多。如果没有功能性问题或成本増加等的话，在电源方面想必优点高且可以容许取舍。

电源的重要特性有最低限度理解后，应检讨特性如下：

电源电压调整率（电压调整）
电源电压调整率系输出电压之变动对输入DC电压之变动。有时亦以％或例如12mV等已决定输入范围之具体变动値表示。电源电压调整率在电源IC中，特别是线性稳压器中，几乎所有场合都存在同名的规格値，意义完全相同。输入范围条件尽管基本上设定成预估电压做为电源输入，然而电源电压调整率终究为连续输入电压之变动，也就是与非暂态性变动有关之特性。

近年IC的电源电压调整率虽然非常优秀，但电路上并非完全仰赖IC之性能，必须检讨输入电容以使输入电压能充分安定。

负载调整率（负载调节）
负载调整率系输出电压之变动对负载电流之变动。与电源电压调整率同样以％或负载变动间已决定之变动値表示.IC本身虽然与电源电压调整率同様有此规格，不过当做电源来看时必须将着眼点摆于电压因输出线路之电阻成分而不同，在电源出口和负载入口方面电压则因电压下降而不同。在电源输出之出口方面，当负载电流变动时会产生依存于电源电路本身负载调整率的变动，而在负载之入口方面线路阻抗成分的电压下降会被追加，需要大电流的负载电源引脚电压会意外降低等案例不在少数，必须注意。有关于此，将在「开关式稳压器的评估」一项中详细说明。

虽然有暂态性变动做为负载变动之1，但是与电源电压调整率同様，负载调整率并非针对暂态现象的特性。对于负载暂态，须另外以所谓负载暂态响应的特性来思考。

效率
效率意指輸出功率對輸入功率之比率(%)。簡單來說,就是測量由輸入引進之功率(電流×電壓)和取自於輸出之功率所得到的値。效率的重要性無庸置疑,而抑制損失則攸關發熱的降低。發熱不僅會限制取得之輸出功率,也需要空間或設備來散熱,最後還會變成使電源電路或附加電路可靠度降低的要素,是重量級的檢討事項。

输入/输出涟波电压
涟波电压就是脉流，发生于输入和输出两方。既然是开关式稳压器，输出便必定存在有起因于开关之涟波电压。有时也会以开关杂讯来表现，不过开关杂讯似乎大多包含高谐波或尖波（尖峰）等。

漣波特性的檢討事項有所謂脈高的漣波電壓値和頻率。使如FPGA般1 v以下低電源電壓之設備時,有案例顯示無法滿足漣波電壓所要求之電源電壓精度。此外,包含高諧波或突波在內也是讓系統S / N低下的原因。

输出涟波（输出波动）虽然可能因输出滤波器（输出滤波器）而减低，不过频率如PFM般变动时则有时更有检讨的必要。

输入涟波（输入纹波）藉由开关式电晶体开关大电流后引进输入力而发生。有时尖波（尖峰）会因此电流的开关（入/切）和输入的寄生感应系数（寄生电感）而发生，因此在电路布局设计（布局设计）上必须注意。坦白说，输入电容极需要连接于IC输入引脚旁边排除寄生感应系数等方法。

负载暂态响应
负载暂态响应特性意指输出负载电流急剧变动时输出电压返回设定値前之反应速度。除了考量输出容量（电容）或ESR（等价串联电阻）外，IC本身之反应性能亦为重要之因素。电流模式之电源IC可藉由调整位相特性达到最佳化此外，迟滞（涟波）控制也是负载暂态响应特性非常好的方式。

消耗功率
电源电路所使用之元素（IC或电晶体等）的可消耗功率是直接的。亦即依据的Tjmax（接合部温度的最大额定）和封装的热阻抗计算出的可消耗功率功率，功率元件（开关式电晶体），内建型的话则为IC之消耗功率。若从电路来看，最近功率元件由于大多于机板进行表面安装，利用机板做为散热板（当然，大功率电路的话会个别设置散热板），因此焊盘图形布局（布局图案）也有极大关系。总之，散热和消耗功率皆必须检讨，热计算的确实进行非常重要。

要點整理如下:

電源的重要特性和意義	重點
电源电压调整率 輸出電壓之變動對輸入直流電壓之變動。以%或已決定輸入範圍之具體變動値表示。	須可在輸入電壓的預測變動範圍內取得安定之輸出 須另行考量暫態性輸入變動
负载调整率 輸出電壓之變動對負載電流之變動。以%或已決定負載變動範圍之變動値表示。	須具備可維持必要輸出電壓精度之負載供給能力 电压于电源出口和负载入口会因线路的阻抗成分而有所不同，因此大电流负载时必须特别注意
效率 输出功率对输入功率的比率（％）。	抑制损失与降低发热有关联 发热除了会限制可取得之输出功率外，亦需要散热或冷却的空间或设备，最后还会变成让电源电路或附加电路可靠度降低的主因
输入/输出涟波电压 亦即脉流，会产生输入和输出两方。	輸出必有起因於開關之漣波電壓 输出电压精度包含涟波 须注意输入之寄生感应系数所导致之突波
负载暂态响应 输出负载电流急剧变动时输出电压返回设定値前之反应速度。	输出负载电流急剧变动时，有别于负载调整率，会产生短时间的输出变动。 可藉由採用反應佳之電流模式或遲滯(漣波)控制之電源IC對應
消耗功率 根据封装之热阻抗所算出可容许之损失功率。	必須進行功率設備的熱計算 布局設計對散熱也很重要 原则上TA +自我发热不得超过TJ最大值