本文介紹線性穩壓器和開關模式電源（SMPS）的基本概念。主要面向不太熟悉電源設計和選擇的系統工程師。還介紹了線性穩壓器和 SMPS 的基本工作原理并討論了每個解決方案的優缺點。此外，以降壓轉換器為例進一步說明了開關穩壓器的設計考慮因素。

　　當今的電子系統設計需要越來越多的供電軌和供電解決方案，負載范圍從備用電源的幾 mA 到 ASIC 穩壓器的 100A 以上不等。為目標應用選擇合適的解決方案并滿足指定的性能要求至關重要，如高效率、緊密印刷電路板（PCB）空間、準確的輸出電壓調節、快速瞬態響應、低解決方案成本等。對于許多可能沒有強大電源技術背景的系統設計者來說，電源管理設計工作變得越來越頻繁，越來越具有挑戰性。電源轉換器從給定輸入電源為負載生成輸出電壓和電流。它需要在穩態和瞬態條件下滿足負載電壓或電流調節要求。還必須在組件出現故障時保護負載和系統。根據具體應用，設計人員可選擇線性穩壓器（LR）或開關模式電源（SMPS）解決方案。為了更好地選擇解決方案，設計人員必須熟悉各種方法的優點、缺點和設計考慮因素。本文重點關注非隔離電源應用，并介紹其操作和設計基礎知識。

　　線性穩壓器的工作原理

　　我們先來舉個簡單的例子。在嵌入式系統中，前端電源提供一個 12V 總線供電軌。而在系統板上，運算放大器需要 3．3V 供電電壓。產生 3．3V 電壓最簡單的方式是對 12V 總線使用電阻分壓器，如圖 1 所示。效果好嗎？答案通常是否定的。在不同的工作條件下，運算放大器的 VCC 引腳電流可能有所不同。 如果使用固定電阻分壓器，IC VCC 電壓會隨著負載的不同而不同。而且，12V 總線輸入可能調節不佳。同一系統中可能有多個其他負載共用 12V 供電軌。由于總線阻抗，12V 總線電壓隨總線負載條件而變化。因此，電阻分壓器無法向運算放大器提供經過調節的 3．3V 電壓，來確保正常運行。因此，需要專用電壓調節環路。如圖 2 所示，反饋環路需要調節頂部電阻 R1 值，以便在 VCC 上動態調節 3．3V。