一个典型且可能简单的解决方案是使用线性稳压器，但线性稳压器在效率、输入电压范围和输出电流方面受到限制。本文介绍了一种使用单片电源 MP4560 芯片的 3.8V-55V 宽输入范围、高频和高效率的 DC-DC 降压转换器板，可用于此类场景。我在其中一个电源项目 （作者） 中使用了相同的电路。
转换器的 PCB 板设计为可以垂直安装在电源主板上的模块。MPS DC--DC Designer 3.23 软件是分析、仿真和计算工具。您可以调整参数以达到所需的输出电压、电流、频率......等，但是，您不需要修改电路和 PCB 板。
电路分析
图 1 显示了转换器的原理图。已针对 15V-2A 输出、1.3MHz 频率计算了元件值（所有参数均可修改）。控制器的 EN 引脚可以设置为 UVLO （欠压锁定），但我将其悬空，保持芯片始终导通。
控制器芯片为 MP4560。根据数据表：“MP4560 是一款高频降压开关稳压器，集成了内部高压侧高功率功率 MOSFET。它提供 2A 输出，具有电流模式控制功能，可实现快速环路响应和轻松补偿。3.8V 至 55V 的宽输入范围适用于各种降压应用，包括汽车输入环境中的应用。12μA 停机模式电源电流允许在电池供电型应用中使用。通过在轻负载条件下降低开关频率以降低开关和栅极驱动损耗，可以在宽负载范围内实现高功率转换效率。频率折返有助于防止启动期间电感电流失控，而热关断则提供可靠的容错操作。MP4560 以 2MHz 的频率进行开关，可以防止 EMI（电磁干扰）噪声问题，例如 AM 无线电和 ADSL 应用中的噪声问题。MP4560 采用小型 3mm x 3mm 10 引脚 QFN 和 SOIC8 封装，并带有外露焊盘封装。
和 C3 是用于降噪的输入电容器。C3 是一个 100nF-50V 1206 电容器，应尽可能靠近输入引脚 （VIN）。R2 定义控制器的开关频率。R3、C7 和 C4 属于补偿网络。控制环路频率补偿应用于 COMP 引脚。C1 是自举电路的旁路电容器。BST 引脚是内部浮动高侧 MOSFET 驱动器的正电源。D1 是一个 60V-3A 肖特基二极管，L1 是一个 4.7uH 电感器，形成一个降压转换器电路。C5 和 C6 是用于稳定和降噪的输出电容器。R1 和 R4 是反馈电阻器，将输出稳定在 15V。如前所述，您可以使用 MPS DC/DC 设计软件调整元件值，并计算所需的频率、输出电压、输入电压、电感器等值。等。图 2 显示了该软件的屏幕截图。图 3 显示了电路的波形 （仿真）。图 4 显示了功率损耗和效率分析。当输出电流约为 0.4 至 0.5A 时，效率高达 97.3%，当输出电流为 2A（值）时，效率下降到 95.5%。该分析证明 MP4560 是一款高效稳定的转换器芯片。
图 2：MPS DC/DC 设计器
图 3：电路波形（仿真）
图 4：功率损耗和效率分析
布局
图 5 显示了电路的 PCB 布局。它是一个两层 PCB 板，PCB 的底层是一个实心接地层。的元件封装尺寸为 0603，使用微型焊台更容易焊接。
图 5：3.8V 至 55V、2MHz 2A 直流到直流降压转换器的 PCB 布局
要为这种转换器设计 PCB 布局，您必须始终使用铜平面而不是走线来连接大电流 PCB 网络，例如控制器的 SW 引脚到电感器。接地路径的低阻抗和无环路接地设计（环路应尽可能小）是另外两个基本设计规则。Input/output bypass capacitors 的 ground pins应该找到短的接地路径，这就是为什么多个 VIA 围绕着 ground pins的原因。同样的规则也适用于二极管和控制器。6 个拼接过孔已将控制器的 PAD 引脚接地。输入/输出接头仅包含一个 GND 引脚，以避免与主板形成接地回路。图 6 显示了电路板组装图。图 7 显示了电源 PCB 的一部分，其中无反馈隔离输出使用此电路进行调节。这就是将此电路设计为易于使用的模块的灵感。您可以在输出（在主板上）添加更多电容器以进一步降低噪声。
图 6：3.8V 至 55V、2 MHz 2A 直流到直流降压转换器的装配图
图 7：反激式转换器隔离输出端的类似电路
