設計與系統(tǒng)架構
　　SMPS 并非設計為獨立存在的。它是一個更大系統(tǒng)的一部分。應根據(jù)可用電壓和所需電壓仔細評估整體電源架構，以獲得效、成本效益和實用的結果。
　　例如，假設您有一個 12V 電源軌，并且需要一個用于 I/O 的 3.3V 電源軌、一個用于 RAM 的 1.8V 電源軌以及一個用于處理器電源的 1.2V 電源軌。您可以選擇從具有更大電流能力的降壓轉換器獲得 3.3V 電壓軌，然后使用線性穩(wěn)壓器生成 1.2V 和 1.8V，其中 3.3V 電壓軌作為其電壓軌，而不是使用三個降壓轉換器來實現(xiàn)每個所需的輸出。輸入。
　　另一種選擇是通過降壓轉換器生成 3.3V，然后級聯(lián) LDO，從 3.3V 生成 1.8V，從 1.8V 生成 1.2V。由此產生的電路在紋波和 EMI 方面可能會更安靜。雖然線性穩(wěn)壓器的效率遠低于開關模式穩(wěn)壓器，但它們確實具有優(yōu)勢。它們通常更便宜，需要更少的電路板空間，并且需要更少的周圍無源元件來運行。
　　線性穩(wěn)壓器還能夠抑制其輸入上存在的噪聲。該指標稱為電源抑制比 (PSRR)，它表示輸入電壓紋波與輸出電壓紋波之間的比率，以分貝為單位。通常，它們約為 40-60dB，但有些可能高達 90dB 或更高。非常敏感的網絡（例如 RAM 或電壓）具有更嚴格的電壓紋波要求，通過 LDO 為其供電是將紋波保持在限度的一種方法。
　　當在一塊電路板上放置多個 SMPS 時，同步它們的時鐘可能是有益的。 SMPS 器件通常控制其自身內部 MOSFET 的開關，同時通常允許設計人員使用外部組件選擇開關頻率。然而，一些降壓/升壓器件帶有“SYNC”引腳——用于外部時鐘信號的引腳。
　　電源應全部使用相同的開關頻率，并且應考慮信號的相位。這意味著所有電源應同時切換（饋送相同的時鐘信號，可能由微控制器生成），或者應按順序依次切換（由多相振蕩器生成，例如 LTC6902）。

　　圖 1.由 LTC6902 生成的三相（信號之間有 120° 相移）、1 MHz 時鐘信號，三相各相的占空比為 33%
　　選擇開關頻率是設計開關電源時重要的因素之一。這個主題已經被討論過很多次，包括在《All About Circuits》中如何選擇開關穩(wěn)壓器的頻率一文中。
　　一般來說，較高的開關頻率將導致較低幅度的電壓紋波。然而，每個電路的切換速度都有上限。這是由短接通時間決定的，即設備可以使其開關保持閉合的短時間。
　　V out = t on(min) x V In x F S(max) x η
　　根據(jù)數(shù)據(jù)表中的已知輸入電壓 (VI n )、所需輸出電壓 (Vout)、效率 (η) 和短導通時間 (t on(min) )，器件的開關頻率 (F S(max)）對于給定的設計可以計算。對于時鐘同步的多個開關穩(wěn)壓器，開關頻率不得超過計算出的 F S(max)。
　　雖然 SMPS 在電路板上的位置可能與 EMI 或電壓紋波沒有直接關系，但它會影響系統(tǒng)性能。將開關模式電源放置在盡可能靠近電壓輸入的位置，并使電源遠離敏感信號，例如高速數(shù)字信號（例如以太網和 USB）或模擬信號（例如音頻信號）。或模擬傳感器），這可能會被開關噪聲破壞。
　　一些設計人員建議使用“切換接地”（類似于模擬和數(shù)字接地的概念），但分離接地可能會給經驗不足的設計人員帶來問題。 PCB 上正確的設計、布局和位置也能起到同樣好的作用。
　　降低 SMPS 噪聲的其他方法
　　對于在存在其他易受影響的設備或其他產生 EMI 的設備的敏感環(huán)境中使用的電路，在 PCB 上添加 EMI 屏蔽會很有幫助。該屏蔽就像放置在敏感或產生 EMI 的組件上的導電金屬盒一樣簡單。這些防護罩可以現(xiàn)成購買，并圍繞其設計布局，也可以定制設計（要么大批量，要么用切割和折疊到一定尺寸的金屬板手工制作）。
　　還有許多現(xiàn)成的 SMPS 解決方案可以部署在定制 PCB 上。這些模塊可以節(jié)省電路板空間并降低設計復雜性，但代價是價格較高。