介绍
在苛刻的汽车和工业环境中，噪声敏感的应用需要低噪音、高效率的降压调节器，可以适应狭窄的空间。单片降压稳压器，包括封装中的MOSFET电源开关，经常被选择，因为相对于传统的控制器IC和外部MOSFET，它们的整体解决方案尺寸较小。单片稳压器可以在高频率上工作——在远远高于AM频段的2mhz范围内，也有助于减小外部组件的尺寸。此外，如果调节器提供一个较低的最小时间(TON)，调节器可以直接从更高的电压轨运行，无需中间调节，节省空间和复杂性。低最小开启时间要求快速开关边缘和最小死区控制，以有效降低开关损耗，允许高开关频率操作。
另一种节省空间的方法是减少满足电磁干扰（EMI）标准和热要求所需的组件数量。不幸的是，在许多情况下，简单地缩小转换器使满足这些要求变得更加困难。本文介绍了最先进的解决方案，这些解决方案在节省空间的同时还实现了低EMI和优异的热性能。
选择开关型功率变换器是因为它们的效率，特别是在高降压比时，但一个折衷办法是开关动作引起的电磁干扰。在buck变换器中，开关中的快速电流变化（高di/dt）和热环中的寄生电感引起的开关振铃会产生电磁干扰。
EMI只是系统设计工程师在设计紧凑、高性能电源时必须努力解决的参数之一。许多关键的设计约束通常是不一致的，需要在设计限制和上市时间内作出关键的妥协。
改善电磁干扰性能
为了减少buck变换器中的EMI，必须尽可能减少热环的辐射效应，并尽量减少来自源的信号。有许多方法可以降低辐射EMI，但许多方法也会降低调节器的性能。
例如，在典型的分立FET降压稳压器中，使用外部栅极电阻器、升压电阻器或缓冲器来减缓开关边缘，作为满足汽车行业严格辐射排放标准的最后救援方法。这种EMI的快速修复是以性能为代价的；即效率较低，组件数较高，解决方案规模较大。慢开关边缘会增加开关损耗以及占空比损耗。转换器必须在较低的频率（例如400 kHz）下工作，以达到令人满意的效率，并通过强制性的辐射EMI发射测试。图1显示了分别具有快速开关边缘和慢速开关边缘的典型开关节点电压波形。如图所示，开关边缘明显变慢，导致开关损耗增加，最小占空比或降压比显著增加，更不用说对性能的其他负面影响了。
降低开关频率也会增加转换器电感器、输出电容和输入电容的物理尺寸。同时，需要一个体积庞大的π过滤器来通过传导的排放测试。滤波器中的电感L和电容C随着开关频率的降低而增大。电感电流额定值应大于低线路满载时的最大输入电流。因此，前端需要一个笨重的电感器和多个电容器，以帮助通过严格的EMI标准。