電路設計專欄 — Buck Part1 電路專有名詞

學習Buck (Step Down)降壓式直流電源轉換，包含「電路專有名詞、零件功能與選料、零件擺放與走線、電路穩定補償」。

【請點我參閱 Buck Part2 電路零件功能】【請點我參閱 Buck Part3 電路印刷電路板設計】【請點我參閱 Buck Part4 電路穩定補償】

VT Balance → Buck Duty

VT Balance 是透過儲能元件輸出電感，儲能釋能的動作原理推導到Duty。而Duty就是上行功率晶體 (下示意圖為S1) 導通的時間比例。不同架構的Duty公式不一樣，下圖為Step Down & Step Up比較。

VT Balance vs Duty

CCM vs. DCM & Boundary

• CCM：Continuous-Conduction Mode (連續導通模式)：

輸出電感儲能與釋能的電流是連續的，輸出電感的能量不會釋放完。一般設計在CCM下，此輸出紋波電壓相對較小。

• Boundary (臨界)：

輸出電感能量剛好釋放完。當Lower MOS導通，輸出電感能量釋放完，而此時輸出電感上的電流量 = 0A，且Upper MOS立即導通，對於輸出電感儲能。此設計須考量負載輸出平均電流最小值、與輸出紋波電流。

• DCM：Discontinuous-Conduction Mode (不連續導通模式)：

輸出電感儲能與釋能的電流是不連續的，輸出電感的能量會釋放完，但Upper MOS沒有立即導通，此時由輸出電容提供電流，一般不期望設計在DCM下，此輸出紋波電壓相對較大。

CCM vs DCM

Standard (Asynchronous) Buck V.S. Synchronous Buck

早期只有非同步 (Asynchronous) 的Buck，後續為了提升效率才有同步 (Synchronous) Buck，所以前輩級的電源專家有時候也會將非同步 (Asynchronous) Buck稱為標準 (Standard) Buck。目前因為效率要求，及Power MOS技術提升&成本降低，故輕載的非同步Buck需求，已被同步Buck取代。

Standard buck vs synchronous buck

Single Phase v.s. Multiphase

Upper MOS & Lower MOS & LOUT共同的接點稱為Phase點。如果一組輸出電壓架構有一個Phase點，則稱為Single Phase，如果有兩個Phase點則稱為Two Phase，依此類推。Two Phase以上則稱為Multiphase。一般期望一個Phase的負載電流上限不要超過25A，此電路周邊零件的性價比及熱管理處於最適化的況太下。假設負載電流為40A，則採用2 Phase，且每個Phase設計在20A。

Single Phase vs Multiphase 節錄於Intersil 投影片

Multiphase 有Current Cancellation的功能，可以降低輸入紋波電流值，相對減少輸入電容。另外也降低輸出紋波電流，進而降低輸出電容ESR的需求或者降低輸出紋波電壓。
此處Phase不要跟頻率響應Phase (相位) 混淆。

PWM v.s. PFM

PWM：Pulse Width Modulation (脈衝寬度調制)
PFM：Pulse Frequency Modulation (脈衝頻率調制)

PWM vs PFM

其它常見專有名詞
POR：Power On Reset (電源啟動重制)
OCP： Over Current Protection (過電流保護)
OVP：Over Voltage Protection (過電壓保護)
OTP：Over Temperature Protection (過溫度保護)
UVP：Under Voltage Protection (低電壓保護)
Soft-Start：緩啟動。
FSW：Switching Frequency。切換頻率。