随着科技的进步，市面上各式各样的电源管理IC如雨后春笋般大量的涌现、迅速的发展，提供给使用者更多应用的范围与规范，但如何化繁为简、去芜存菁，将是考验一个电源设计工程师最根本议题。
有鉴于此，笔者在此利用所学，将降压式电源应用设计分为三个章节：DC/DC小讯号稳定与回路补偿、Buck元件的选用以及PCB Layout效率提升一一去探讨，并使用AIC2862轻载高效率电源IC，期望设计出一组极至完美的电源模组。
DC/DC小讯号稳定与回路补偿
设计DC/DC转换器的补偿器时，所要补偿的对象是DC/DC转换器的开路小信号转移函数。而就DC/DC补偿器的设计上，主要有Type-I、Type-II以及Type-III三种补偿方式，以下就三种补偿方式近一步探讨。
Type-I补偿器是最简单且最单纯的补偿方式，可提升低频增益，但是无法提升相位，图一为Type-I补偿器及其波德图。而Type-II补偿器为Type-I补偿器的进化版，将图一的Type-I补偿器增加RF及CCF后，便形成图二的Type-II补偿器。 CCF。"Type-II补偿器有一个零点Wz1及一个极点Wp1，可以提升最多90度的相位，另外就原件选择上，Type-II补偿器其CFCCF。
最后要介绍Type-III补偿器，其可视为Type-II与Type-I的再进化版，图三为典型的Type-III补偿器与其波德图。就交流讯号而言，Type-II补偿器的交流增益为RF/R1，若Type-II补偿器的增益RF/R1依然无法满足需求时，则此时可在RF之处串连CF以提升交流阻抗；如果要避免高频的杂讯被放大，则可在RF、CF旁并连一个CCF，以降低高频增益。
CCF，它有起始相位-90度，及最高90度的相位提昇（phase boost）。"经由加入了RF、CCF的Type-I补偿器即为Type-II补偿器，其中CFCCF，它有起始相位-90度，及最高90度的相位提升（phase boost）。R3，此時形成Type-III架構。"若要提升更多相位提升，可在R1加入R2与C，其中R1R3，此时形成Type-III架构。 Type-III补偿器，它有起始相位-90度及最高达180度的相位提升。
而就目前DC/DC转换器的架构，有电路简单不容易补偿的Voltage Mode与电路较复杂容易补偿的Current Mode两种。笔者设计的AIC2862电源模组则是采用Current Mode的转换器架构，使用在较小电流、内建Power MOS的电源模组。
至于补偿器的选择上，小电流Current Mode的降压转换器，大部份还是采用Type-II补偿器，原因在于电路简单、容易实现，同时可以补偿起始相位-90度，至最高90度的相位提升。
图四为AIC2862电路补偿波德图，其中DC/DC转换器开回路，将会产生受输出负载与输出电容所影响的极点（FP1），以及输出电容所产生的ESR零点（FESR）。
利用Type-II补偿器的方式将DC/DC开回路转换器，再补入一个极点（FP2）与一个零点（FZ1），设计上笔者建议补偿器的零点尽量往低频设计，补偿器的极点则往高频设计，其目的在使完整闭回路DC/DC转换器，可以尽可能工作在稳定（Stable）条件。
Buck元件的选用
元件的选用上，AIC2862已将大部分的元件放入IC中，设计上只要考虑如何选用较佳的电感、适当的输出入电容以及分压电阻设计的输出电压。当然，如果注重电源启动（Start-up）升压瞬间的品质，我们还会特别选定缓启动（Soft-Start）的电容。
图五为AIC2862正常情形下的应用线路，其电路架购可工作在PWM与PSM两种模式：轻载下，可以工作于轻载高效率的省电模式（Pulse Skip Modulation；PSM）；重载下的定频模式（Pulse Width Modulation；PWM），可以高效率提供负载使用。
PCB Layout效率提升
PCB Loyout在应用设计上是很重要的，如何让电源模组在有限的PCB版子上达到最佳效率，往往考验设计者的功力与经验。首先，在制作这个PCB电路设计技巧上，要将大电流（High di/dt）回路的元件先摆上，以利大电流回路的布线为最短距离，同时布线要宽，以提升类比式降压稳压电路的效率。至于接地面的多个导孔并联可以有效降低PCB铜板上的电感与电阻性，而使整个接地面（Ground）具有完整性。
| 《图六 高效率降压式电源模块PCB Layout》 |
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如图六为整个降压式电源模组PCB Layout，设计上将其列为以下重点，希望帮助读者快速的去检查自己的降压式电源模组，以利设计出更好、效率极佳的降压式电源模组。
- (1) 输入电容必需与IC VIN输入端和接地面（Ground），形成一极短的闭回路，以防止整个电源模组输入端，较大的输入链波与杂讯（Ripple and Noise）流入IC，造成IC误动作与电压不稳。
- (2) 输出回路上，请将大电流路径的电感与IC内部Power MOS放近一点；如果在较大的电流输出情形下，也可以放置萧特基二极体（Schottky Diode；D1），以降低内部Power MOS的RDS（ON）以及提升电流放电路径，当然，这颗Diode Layout上必须与IC内部Power MOS和电感摆放近一点。
- (3) IC的FB接脚直接连接至回授电阻，这个回授路径必须远离杂讯源，以确保输出电压不受其他讯号干扰。
- (4) 整个接地面（Ground）需要与IC的GND接脚形成一个大面积、完整回路，以预防及防止电路的杂讯，由输入的旁路电容Cover进入电源模组的接地面。
- (5) 大电流路径必须保持短而且铜线面较大，PCB铺铜路径必须保持顺畅，以防止影响到其他讯号源。
文至于此，您心动了吗？要不要自己设计一个简单又便宜高效率降压式电源电路，那就着手设计看看吧！
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