將一個不受控制的輸入直流電壓變換成為另一個受控的輸出直流電壓稱之為DC-DC變換。隨著科學技術的發(fā)展，對電子設備的要求是： O性能更加可靠; 0功能不斷增加; 使用更加方便; @體積日益減小。這些使DC-DC變換技術變得更加重要。目前，DC-DC變換器在計算機、航空、航天、水下行器、通信及電視等領域得到了廣泛的應用，同時，這些應用也促進了DC-DC變換技術的進一步發(fā)展。實現(xiàn)DC-DC 變換有兩種模式，一種是線性調(diào)節(jié)模式（LinearRegulator），另一種是開關調(diào)節(jié)模式（Swi tchingRegulator ）。這篇文章主要就是說明如何更好的設計PWM DC-DC系統(tǒng)，一起來了解一下。

　　如何更好的設計PWM DC-DC系統(tǒng)

　　在直流電路當中，使用的較多的技術非DC-DC莫屬，它能夠使電壓值的電能轉變?yōu)榱硪粋€電壓值電能。電源設計當中的DC-DC變換器模塊就是基于這種技術，它能夠簡化電路的設計，并且縮短產(chǎn)品的研制周期。與PWM結合之后，DC-DC就能更好的對模擬電路進行控制。那么如何能更好的完成PWM DC-DC系統(tǒng)的設計呢？

　　PWM DC-DC的組成核心電路共分兩大部分，分別是ramp/pulse oscillator和error amplifier.ramp/pulse oscillator的難點在于造出一個具有高線性度的ramp waveform，電路雖然不難，但做到最佳卻頗具難度。通常為了維持高線性度，大都會額外再加個補償電路來解決。

　　而error amplifier，目前有type II和typ III兩種補償架構，而要如何決定type II及typeIII補償電路中的R及C值就需考量整體DC-DC.error amplifier看似簡單，但是R和C的值卻會決定整個DC-DC系統(tǒng)的穩(wěn)定度與效能。所以，若然不是非常了解整個理論基礎，就冒然的定出R、C值是非常不明智的。

　　在做DC-DC電路前，根據(jù)所input voltage、output voltage、Iload范圍，用編好的excel來計算出要使用的電感、電容值、type II或者type III補償R和C值各為多少后，用simplis仿真驗證，然后才用spectre來做各個子電路的模擬。不過，用spectre來作模擬所需時間實在很長。

　　DC-DC電路中，最難的當屬PWM的error amplifier，只要R、C值沒決定好，整個系統(tǒng)的performance都會受到影響，在不斷的調(diào)整中才會漸漸理出個頭緒出來，要想定出R和C值，真的要熟悉整個PWM的理論架構。

　　PWM的DC-DC的gm不能過高或者過低，而是要搭配系統(tǒng)來采用type II或者type III的補償網(wǎng)路、L和C值以及操作頻率所計算出來的。因此，gm值是依據(jù)系統(tǒng)規(guī)格所計算出來的一項規(guī)格，而不是隨意定出來的值。

　　對于error amplifier，它的考量點乃在于外部電感、電容、ESR所組成的三階filter的pole，再配合分壓電阻的gain、PWM的gain、error amplifier本身的gain、phase.因此并不是error amplifier的gain夠高，phase margin夠?qū)捈纯?。并且要配合整個loop的gain以及phase去算出來，才能夠知道error amplifier的gain和phase margin值是多少，尤其是phase margin，PWM的stability決定了error amplifier的phase margin.

　　除了errr amplifier外，最麻煩的當屬protection circuit，在DC-DC電路中用到很多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，各有不同的保護對象與條件。處理不當就會導致DC-DC系統(tǒng)癱瘓，而且各個protection機制又有優(yōu)先權的區(qū)分，所以這些protection circuit是最麻煩處理的。

　　目前的系統(tǒng)中絕大部份會有PWM和PFM兩種switching regulator.在正常的PWM模式下操作，如果系統(tǒng)是省電模式，則會進入PFM.這是因為PWM和PFM兩者在輕/重負載下各有其優(yōu)缺點，以往的系統(tǒng)幾乎都只工作在PWM下。

　　POWER DEVICE的metal bus width絕大部份都是以average current來估算的，仍要小心避免其transient peak current過大，和流過的時間過長的問題。因為一旦transient peak current的值過大，且維持的時間過久，仍然有可能會把meal給燒斷掉。