pwm dc，如何更好的设计PWM DC-DC系统？

　　将一个不受控制的输入直流电压变换成为另一个受控的输出直流电压称之为DC-DC变换。随着科学技术的发展，对电子设备的要求是： O性能更加可靠; 0功能不断增加; 使用更加方便; @体积日益减小。这些使DC-DC变换技术变得更加重要。目前，DC-DC变换器在计算机、航空、航天、水下行器、通信及电视等领域得到了广泛的应用，同时，这些应用也促进了DC-DC变换技术的进一步发展。实现DC-DC 变换有两种模式，一种是线性调节模式（LinearRegulator），另一种是开关调节模式（Swi tchingRegulator ）。这篇文章主要就是说明如何更好的设计PWM DC-DC系统，一起来了解一下。

　　如何更好的设计PWM DC-DC系统

　　在直流电路当中，使用的较多的技术非DC-DC莫属，它能够使电压值的电能转变为另一个电压值电能。电源设计当中的DC-DC变换器模块就是基于这种技术，它能够简化电路的设计，并且缩短产品的研制周期。与PWM结合之后，DC-DC就能更好的对模拟电路进行控制。那么如何能更好的完成PWM DC-DC系统的设计呢？

　　PWM DC-DC的组成核心电路共分两大部分，分别是ramp/pulse oscillator和error amplifier.ramp/pulse oscillator的难点在于造出一个具有高线性度的ramp waveform，电路虽然不难，但做到最佳却颇具难度。通常为了维持高线性度，大都会额外再加个补偿电路来解决。

　　而error amplifier，目前有type II和typ III两种补偿架构，而要如何决定type II及typeIII补偿电路中的R及C值就需考量整体DC-DC.error amplifier看似简单，但是R和C的值却会决定整个DC-DC系统的稳定度与效能。所以，若然不是非常了解整个理论基础，就冒然的定出R、C值是非常不明智的。

　　在做DC-DC电路前，根据所input voltage、output voltage、Iload范围，用编好的excel来计算出要使用的电感、电容值、type II或者type III补偿R和C值各为多少后，用simplis仿真验证，然后才用spectre来做各个子电路的模拟。不过，用spectre来作模拟所需时间实在很长。

　　DC-DC电路中，最难的当属PWM的error amplifier，只要R、C值没决定好，整个系统的performance都会受到影响，在不断的调整中才会渐渐理出个头绪出来，要想定出R和C值，真的要熟悉整个PWM的理论架构。

　　PWM的DC-DC的gm不能过高或者过低，而是要搭配系统来采用type II或者type III的补偿网路、L和C值以及操作频率所计算出来的。因此，gm值是依据系统规格所计算出来的一项规格，而不是随意定出来的值。

　　对于error amplifier，它的考量点乃在于外部电感、电容、ESR所组成的三阶filter的pole，再配合分压电阻的gain、PWM的gain、error amplifier本身的gain、phase.因此并不是error amplifier的gain够高，phase margin够宽即可。并且要配合整个loop的gain以及phase去算出来，才能够知道error amplifier的gain和phase margin值是多少，尤其是phase margin，PWM的stability决定了error amplifier的phase margin.

　　除了errr amplifier外，最麻烦的当属protection circuit，在DC-DC电路中用到很多protection circuit，如soft-start circuit、under voltage lock out、current liming circuit、thermal shut-down circuit、over current protection、zero current protection等等，各有不同的保护对象与条件。处理不当就会导致DC-DC系统瘫痪，而且各个protection机制又有优先权的区分，所以这些protection circuit是最麻烦处理的。

　　目前的系统中绝大部份会有PWM和PFM两种switching regulator.在正常的PWM模式下操作，如果系统是省电模式，则会进入PFM.这是因为PWM和PFM两者在轻/重负载下各有其优缺点，以往的系统几乎都只工作在PWM下。

　　POWER DEVICE的metal bus width绝大部份都是以average current来估算的，仍要小心避免其transient peak current过大，和流过的时间过长的问题。因为一旦transient peak current的值过大，且维持的时间过久，仍然有可能会把meal给烧断掉。