目前最常見的開關穩壓器拓撲之一是降壓型開關穩壓器。降壓穩壓器IC通常采用內置控制器和集成FET進行降壓轉換。不僅如此，降壓穩壓器IC還可應用到各類設計中，如反相電源、雙極性電源以及單個或多個獨立電壓輸出的隔離電源。本文介紹了各種降壓穩壓器的設計，闡釋它們的工作原理，并討論實現這些設計需要考慮的實際因素。

　　采用降壓穩壓器IC的降壓轉換器

　　瑞薩電子ISL8541x系列降壓穩壓器IC具有集成的上管和下管FET、內部啟動二極管和內部補償，可最大限度地減少外部元件數量，實現非常小尺寸的整體解決方案。此外，該系列穩壓器IC具有3V~40V的寬輸入電壓范圍，可支持多節電池和各種穩壓電壓輸出。本文將以ISL85410降壓穩壓器IC為例詳細解釋各種應用設計。

　　電源設計中，當所需電壓低于系統中的可用電壓時，則需要使用降壓轉換器。例如，采用12V電池作為輸入電壓的系統，需要輸出5V、3.3V或1.2V電壓，以便為微控制器、I / O、存儲器和FPGA供電。通過有效地將高電壓轉換為低電壓，降壓轉換器可延長系統內的電池壽命、減少散熱并提高可靠性。圖1為使用ISL85410降壓穩壓器IC的降壓轉換器的簡化原理圖。

　　輸出電壓與輸入電壓具有相同的極性，連續導通模式(CCM)中的電壓轉換率可表示為：

　　(1)其中D是占空比，范圍從0到1，表示輸出電壓(VOUT)始終小于或等于輸入電壓(VIN)。采用降壓穩壓器IC的反相電源　雖然電子系統通常使用正電壓，但有時也需要使用負電壓。在這種情況下，需要反相電源用正輸入生成負電壓。為滿足這些應用需求，比較常見的解決方案之一是使用反相降壓-升壓轉換器。比較了降壓轉換器與反相降壓-升壓轉換器的功率級，表明可以通過切換FET Q2和電感L1來獲得反相降壓-升壓轉換器。這種拓撲變化會產生不同的電壓轉換比和輸出電壓的反相極性

太陽能控制器儲能電感

　　(2)在反相降壓-升壓轉換器中，輸出電壓幅度可以高于或低于輸入電壓，并且輸出電壓相對于輸入電壓源的接地是負的。降壓轉換器和反相降壓-升壓轉換器的功率級反相降壓-升壓轉換器可采用高度集成的降壓穩壓器IC實現。如圖3所示，使用ISL85410降壓穩壓器的簡化電路。將降壓穩壓器配置為反相降壓-升壓轉換器時，需要注意兩個重要區別。

       第一，輸入電壓的(VIN)返回(RTN)連接。所示的降壓轉換器，輸入電壓的RTN同時也是接地端(即降壓調節器的AGND/PGND引腳)，而在反相降壓-升壓轉換器中輸入電壓的RTN和接地端不再相同。因此，在實現反相降壓-升壓轉換器時，必須在VIN引腳和RTN(而非AGND/PGND引腳)上施加輸入電壓源。

　　第二，VIN引腳上的電壓應力需參考AGND引腳。無論輸出電壓如何，降壓轉換器中的電壓始終等于輸入電壓(VIN)。相比之下，反相降壓 - 升壓轉換器中的VIN引腳必須能夠承受輸入電壓和輸出電壓之和(V IN + V OUT)。例如，在將24V轉換為-5V的設計中，VIN引腳上的電壓應力為29V而不是24V。必須謹記VIN引腳上的電壓應力不應超過IC數據表中規定的絕對最大額定電壓。

　　簡化的反相降壓-升壓轉換器

　　采用降壓穩壓器IC的雙極性電源，許多應用，如運算放大器和數據采集系統，都需要雙極性±5V或±12V電源。一種常見的方法是使用單個開關調節器以及耦合電感器(通常也稱為變壓器)來產生負電壓和正電壓輸出。圖4展示了如何使用降壓轉換器和反相降壓-升壓轉換器來生成雙極性電源。首先將ISL85410降壓穩壓器配置為調節正輸出VOUT+的降壓穩壓器，然后通過增加額外的耦合繞組產生負輸出VOUT-。若對正輸出VOUT+就像在降壓轉換器中那樣進行調節，則負輸出VOUT-與VOUT+數值一樣(簡單起見，整流二極管D1的正向電壓降被忽略)，但具有相反的極性。