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01
/ 你知道BUCK“设计需求”吗 /
先问大家一个问题：你知道降压转换器电路设计的第一步是什么吗？如果一个电源工程师无法明确这点，那将是非常遗憾的。接下来，我们看下AI是怎么回答的，它是知道第一步是什么的。
图 1 AI给出的降压转换器电路设计流程
图 1所示（这还是早期没有接入DeepSeek-R1），是AI给出的降压转换器电路设计流程，它是知道第一步该是什么的，没错，就是需求分析。
图 2 LMR66410典型应用“设计需求”
图 3 TPS548D26典型应用“设计需求”
图 4 TPS54561典型应用“设计需求”
图 5 TPS40200典型应用“设计需求”
随便翻阅几个TI器件规格书，图 2、图 3、图 4、图 5所示，分别是LMR66410、TPS548D26、TPS54561和TPS40200规格书中典型应用“设计需求”。
由此可见，或是简介，或是详细，在给出一个典型应用之前，首先需要明确具体的“设计需求”有哪些，如对纹波电压的要求、对动态响应的要求、对转换效率的要求等。
正如《开关电源宝典·降压电路(BUCK)的原理与应用》这本书所述：
管理学大师史蒂芬·柯维在《高效能人士的7个习惯》这本书中给出的第二个习惯是“以终为始（BEGIN WITH THE END IN MIND）”，“所有事物都经过两次的创造——先是在脑海里酝酿，其次才是实质的创造”。
借用此理，应该说所有的产品设计，当然也包括电源电路设计，都需要从“设计需求”这个“终”开始。
02
/ 详细设计流程 /
在明确了“设计需求”之后就是开关电源的详细设计了。
那么，详细设计的第一步又是什么呢？
你是第一步就调整分压电阻的取值、配置输出电压到目标值吗？
这可能是很多电源工程师的习惯，但是，配置输出电压到目标值并不是“详细设计”的良好开局。
图 6 TPS54561典型应用“设计流程”
图 6所示，参考TPS54561规格书中“7V – 60V输入到5V/5A”典型应用的设计流程，总体原则是：从“大”到“小”设计开关电源电路。
“大”是指大信号功率传输部分（英文称为 Power Stage ，即功率级），主要包括高边开关管、低边开关管、功率电感、输入输出电容；“小”是指小信号控制环路部分（英文称为 Control Loop 或 Loop Compensation ），主要包括误差放大器等，当然也可以包括一些功能引脚配置。
参考文章[ 如何学习开关电源？从“大”到“小”学习开关电源... ]。
图 7 BUCK转换器的详细设计流程
明确“设计需求”之后的详细设计流程：
(1) 确定设计需求。比如输入电压的范围，输出电压值，输出的纹波电压大小，能够提供的负载电流能力等。
(2) 配置开关频率。确定开关转换器工作的开关频率，计算配置电阻大小。对于固定开关频率的开关转换器，则无需配置。
(3) 选择合适的电流纹波系数，计算各功率元件的电压和电流应力。
在此确定电流纹波系数，是因为该参数会影响到输出纹波电流的大小，进而影响功率电感参数的选择，进而影响输出纹波电压的大小，进而影响输出电容参数的选择等。
计算完成后，作为依据，进行开关管、功率电感和续流二极管等元件选型。
(4) 根据设计需求，配置功率电感。
(5) 根据设计需求，配置输入和输出电容。根据设计需求中输入纹波电压的要求，通过计算得到输入端所需的最小容值（如果设计中没有输入纹波电压的要求，则可以不关心输入端所需的最小容值）。
根据设计需求中的“负载动态响应”、“输出电压过冲”和“输出端纹波电压”三个要求，计算所需输出电容的最小值。
根据纹波电压和纹波电流计算输出电容上所允许的等效串联电阻(ESR)的最大值。
另外，还可计算输出电容上的均方根电流，也是进行电容选型的依据之一。
(6) 电路辅助功能设计。比如软启动时间配置、欠压保护功能配置，以及时序设计等。
(7) 配置输出电压。因为反馈电阻会影响频率补偿，所以需要在频率补偿之前确定反馈电阻值。
(8) 计算误差放大器的频率补偿网络。
(9) 原理图设计，PCB Layout，完成电路设计。
03
/ 小结 /
在BUCK电路设计中，首先需要明确“设计需求”，再按照此文的“详细设计流程”完成BUCK电路设计。
有“需求”或“目标”才有开始的目的，才有最终设计完成的电路。这可能与人生不同，我可能不知道人生目标或努力方向，但每天还是要开开心心。