開關(guān)電源寶典 降壓電路(BUCK)的原理與應(yīng)用
我是“余生死磕電源,致力于成為電源大師”的“電源先生”。
嗨,硬件攻城獅或電源工程師同行們,我想寫本專門解析BUCK電源電路的書籍,以下是“前言”內(nèi)容的部分摘錄以及當(dāng)前的目錄,當(dāng)前已經(jīng)完成22萬多字500多頁了,即使如此,離真正出版書籍,還有很長的路要走。所以,僅看目錄的話,你們覺得這本書值得期待嗎?歡迎給我留言討論。
前言(部分摘錄)
此書,我為什么要寫?
很多講述開關(guān)電源原理的書籍,如《精通開關(guān)電源 [美] Keith Billings, Taylor Morey 著》、《開關(guān)電源設(shè)計(jì) [美] Abraham I. Pressman, Keith Billings, Taylor Morey 著》、《精通開關(guān)電源設(shè)計(jì)(第2版) [美] Sanjaya Maniktala 著》等,幾乎都是從宏觀的角度講述了很多內(nèi)容,包括但不限于非隔離/隔離拓?fù)涞拈_關(guān)電源技術(shù)、降壓拓?fù)洌˙uck Topology)、升壓拓?fù)洌˙oost Topology)、降升壓拓?fù)洌˙uck-Boost)、正激拓?fù)洌‵orward)、反激拓?fù)洌‵ly-back)、半橋轉(zhuǎn)換器(Half-Bridge)、全橋轉(zhuǎn)換器(Full-Bridge)、電磁干擾EMI,以及功率因數(shù)校正PFC等(當(dāng)然,也是有很多技術(shù)細(xì)節(jié)值得學(xué)習(xí)的),典型特點(diǎn)是“大”“全”。在本書出版前,未見有類似專注于“非隔離降壓型開關(guān)電源”這一種開關(guān)電源拓?fù)涞臅?,讓與我類似的想深入理解并掌握Buck電路的硬件或電源“攻城獅”們犯難;所以,本書專注于“小”“美”。
所以,我決定,將Buck電路“查他個(gè)底兒掉”(來自電影《臥虎藏龍》中貝勒府吳泰保的臺(tái)詞;玉嬌龍偷了青冥寶劍后逃回玉府,被吳泰保追蹤到,后來匯報(bào)給貝勒爺,道“青冥劍是沒回來,可我敢賭,賊人與玉大人家有瓜落兒。查他個(gè)底兒掉!”)。始“概述”,講“原理”,述“(電壓、電流和功率)參數(shù)解析”,談“動(dòng)態(tài)響應(yīng)”,論“應(yīng)用方法”,道“測試測量”,教“規(guī)格書閱讀方法”,以至幾近“無微不至”。
此書,與別的開關(guān)電源書籍有何不同?
如果是大學(xué)教授寫的開關(guān)電源相關(guān)的書籍或者教材,可能會(huì)有很多理論研究的成果和方法,偏向于教學(xué);與此不同的是,本書是由作者作為一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的硬件工程師而寫成的,有理論分析,但更多更重要的是該理論對(duì)實(shí)際應(yīng)用是否具有指導(dǎo)意義。一如,由史學(xué)家司馬遷父子操刀而成的《史記》,與由政治家司馬光操刀而成的《通鑒》(即《資治通鑒》)也是不一樣的;《史記》重在“史”,而《通鑒》重在“資治”(“鑒于往事,資于治道”,即以歷史的得失作為鑒誡來加強(qiáng)統(tǒng)治)。
目錄
前言 1
本書使用的單位、符號(hào)和縮詞 4
非隔離降壓型開關(guān)電源的知識(shí)圖譜 7
第1章? 概述 25
1.1 開關(guān)電源中常見的術(shù)語有哪些? 25
1.2 開關(guān)電源的基本拓?fù)涫悄娜N?為什么只有三種? 28
1.3 什么是開關(guān)電源控制器和開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器? 29
1.4 什么是隔離開關(guān)電源和非隔離開關(guān)電源? 30
1.8 什么是負(fù)載點(diǎn)(POL, Point-Of-Load)電源? 30
1.5 開關(guān)電源的類型總結(jié) 31
1.6 什么是尺度平移方法? 33
1.6.1 小尺度與大尺度 33
1.6.2 尺度平移方法 34
1.6.3 動(dòng)能公式、電能公式和磁能公式 35
1.7 溫故知新之電感和電容的基礎(chǔ)知識(shí) 37
1.7.1 理解開關(guān)電源中的儲(chǔ)能電容和功率電感 37
1.7.2 儲(chǔ)能電容 37
1.7.2.1 電容?電容器?電容量? 38
1.7.2.x 溫度特性 38
1.7.2.x 直流偏壓特性 38
1.7.2.x 什么是等效串聯(lián)電阻(Equivalent Series Resistance, ESR)? 38
1.7.2.x 什么是等效串聯(lián)電感(Equivalent Series Inductance, ESL)? 39
1.7.3 功率電感 39
1.7.3.1 什么是電感? 39
1.7.3.2 電感的鐵芯材料有哪些?鐵芯形狀有哪些?封裝結(jié)構(gòu)有哪些? 40
1.7.3.3 什么是電感磁飽和? 43
1.7.3.4 什么是溫升電流、RMS電流、飽和電流、額定電流? 45
1.7.3.5 什么是直流電阻(DC Resistance, DCR)? 48
1.7.3.6 什么是交流電阻(AC Resistance, ACR)? 48
1.7.3.7 什么是自諧振頻率(Self-Resonant Frequency, SRF)? 48
1.7.3.8 功率電感有耐壓值這個(gè)參數(shù)? 50
1.7.3.9 功率電感的損耗 50
1.7.3.10 功率電感的選型 50
1.7.3.11 功率電感元件示例 50
第2章? 降壓電路的工作原理 55
2.1 降壓電路的工作原理 55
2.1.1 為什么需要降壓拓?fù)洌?55
2.1.1.1 在降壓電路被發(fā)明應(yīng)用之前,將較高電壓轉(zhuǎn)換為較低電壓用什么方法? 55
2.1.1.2 為什么需要BUCK降壓電路?或者說,降壓電路被發(fā)明是要解決什么問題? 57
2.1.2 工作原理簡述 64
2.2 什么是非同步(異步)整流和同步整流? 67
2.2.1 非同步降壓控制器 68
2.2.1.1 高邊開關(guān)使用P-MOSFET的非同步降壓控制器 68
2.2.1.2 高邊開關(guān)使用N-MOSFET的非同步降壓控制器 70
2.2.1 同步降壓控制器 71
2.2.1.1 高邊開關(guān)使用P-MOSFET的同步降壓控制器 71
2.2.1.2 高邊開關(guān)使用N-MOSFET的同步降壓控制器 72
2.2.3 非同步降壓轉(zhuǎn)換器 73
2.2.3.1 高邊開關(guān)使用三極管的非同步降壓轉(zhuǎn)換器 73
2.2.3.2 高邊開關(guān)使用P-MOSFET 的非同步降壓轉(zhuǎn)換器 75
2.2.3.3 高邊開關(guān)使用N-MOSFET 的非同步降壓轉(zhuǎn)換器 77
2.2.4 同步降壓轉(zhuǎn)換器 78
2.2.4.1 高邊開關(guān)使用P-MOSFET 的同步降壓轉(zhuǎn)換器 78
2.2.4.2 高邊開關(guān)使用N-MOSFET 的同步降壓轉(zhuǎn)換器 80
2.2.4.3 低邊開關(guān)使用N-MOSFET 的同步降壓轉(zhuǎn)換器 81
2.3 降壓電路的導(dǎo)通模式有哪些? 82
2.3.1 連續(xù)導(dǎo)通模式 CCM 84
2.3.3 臨界導(dǎo)通模式 BCM 85
2.3.4 斷續(xù)導(dǎo)通模式 DCM 85
2.3.2 強(qiáng)迫連續(xù)模式 FCCM 87
2.4 降壓電路的工作模式有哪些? 88
2.4.1 脈沖寬度調(diào)制 PWM 88
2.4.2 脈沖頻率調(diào)制 PFM 89
2.4.3 脈沖跨周期調(diào)制 PSM 90
2.4.4 自動(dòng)模式 Auto Mode 91
2.5 降壓電路的控制模式有哪些? 91
2.5.1 電壓模式控制 Voltage-Mode Control 92
2.5.2 電流模式控制 Current-Mode Control 94
2.5.3 遲滯控制 Hysteretic Control 99
2.5.4 恒定導(dǎo)通時(shí)間控制 Constant On-Time Control 100
2.5.5 自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制 Adaptive On-Time Control 105
2.5.7 無縫轉(zhuǎn)換的直接控制 DCS-Control 106
2.6 開關(guān)電源的電流檢測技術(shù)有哪些? 107
2.6.1 精密電阻檢流 108
2.6.1.1 精密電阻檢流的原理? 108
2.6.1.2 檢流電阻該放置在哪里? 109
2.6.2 功率電感的直流電阻(DCR)檢流 111
2.6.2.1 功率電感DCR檢流的原理? 112
2.6.2.2 如何設(shè)置DCR檢流電路的限流閾值? 113
2.6.2.3 如何優(yōu)化DCR檢流電路的噪聲抑制能力? 115
2.6.2.4 如何提升DCR檢流電路的一致性? 116
2.6.2.5 為何需要DCR檢流溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)? 116
2.6.2.6 DCR檢流電路應(yīng)用實(shí)例 117
2.6.3 MOSFET RDS(ON)檢流 119
2.6.4 檢流電路應(yīng)用實(shí)例 120
2.7 開關(guān)電源的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)技術(shù)有哪些? 120
第3章? 降壓電路的參數(shù)解析 121
3.1 基本概念 121
3.2.1 什么是平均值和有效值? 121
3.1.1 什么是對(duì)偶原理? 124
3.1.2 什么是電感伏秒平衡? 124
3.1.3 什么是電容安秒平衡? 127
3.1.4 降壓電路的直流增益和直流傳遞函數(shù) 127
3.1.4.1 CCM模式的直流增益和直流傳遞函數(shù) 127
3.1.4.2 DCM模式的直流增益和直流傳遞函數(shù) 131
3.1.4.3 CCM模式與DCM模式的“關(guān)鍵條件” 135
3.1.4.4 CCM模式與DCM模式的對(duì)比 138
3.1.5 降壓電路的占空比 138
3.1.5.1 CCM模式下的占空比 139
3.1.5.2 DCM模式下的占空比 141
問題3.1.1-1:占空比與輸入電壓或輸出電壓的正比或反比關(guān)系? 141
問題3.1.1-2:占空比與負(fù)載電流的變化是否有正比或反比關(guān)系呢? 141
問題3.1.1-3:降壓電路的占空比最小值和最大值的限制因素是什么? 142
問題3.1.1-4:降壓電路的占空比是否可以等于100%? 143
問題3.1.1-5:占空比D與CCM、DCM模式的關(guān)系? 144
3.1.6 降壓電路的開關(guān)頻率 146
3.1.6.1 開關(guān)周期 146
3.1.6.2 開關(guān)頻率 147
問題:開關(guān)頻率大小的限制因素是什么? 149
3.1.5 什么是死區(qū)時(shí)間Dead Time? 149
3.2 降壓電路中的電壓 151
3.2.1 什么是紋波和噪聲? 152
3.2.2 降壓電路中有哪些電壓參數(shù)? 153
問題3.2.2-1:降壓電路輸出電壓最小值和最大值的限制因素是什么? 157
問題3.2.2-2:降壓電路輸入電壓最小值和最大值的限制因素是什么? 160
問題3.2.2-3:降壓電路的最惡劣工況是什么? 163
3.2.3 降壓電路的輸入紋波電壓 163
3.2.4 降壓電路的輸出紋波電壓 170
3.2.5 降壓電路的開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓 181
3.2.6 降壓電路的電壓應(yīng)力總結(jié) 182
3.3 降壓電路中的電流 183
3.2.2 開關(guān)電源有哪些電流參數(shù)? 186
3.2.3 電流紋波系數(shù) 190
3.2.3.1 電流紋波系數(shù)的定義 190
3.2.3.2 電流紋波系數(shù)? 與感值? 的關(guān)系? 190
3.2.3.3 電流紋波系數(shù)? 與CCM、BCM和DCM三種模式的關(guān)系? 191
3.2.3.4 電流紋波系數(shù)? 在? 之間取值是否有最優(yōu)值? 192
3.2.4 電感的紋波電流 194
3.2.4.1 紋波電流理論值 194
3.2.4.2 紋波電流實(shí)際值 195
3.2.4.3 紋波電流瞬時(shí)值 198
3.2.4.4 紋波電流的波形 200
3.2.5 電感的交流電流 200
3.2.6 電感的瞬時(shí)電流 200
3.2.7 電感的平均電流 202
3.2.8 電感的有效電流 204
3.2.9 電感上的峰值電流 209
3.2.13 高邊開關(guān)管的瞬時(shí)電流、平均電流和有效電流 211
3.2.13.1 高邊開關(guān)管上的瞬時(shí)電流 211
3.2.13.2 高邊開關(guān)管上的平均電流 211
3.2.13.3 高邊開關(guān)管上的有效電流 213
3.2.14 低邊開關(guān)管或續(xù)流二極管的瞬時(shí)電流、平均電流和有效電流 214
3.2.14.1 低邊開關(guān)管或續(xù)流二極管上的瞬時(shí)電流 214
3.2.14.2 低邊開關(guān)管或續(xù)流二極管上的平均電流 214
3.2.14.3 低邊開關(guān)管或續(xù)流二極管上的有效電流 215
3.2.11 輸入電容的瞬時(shí)電流、平均電流和有效電流 215
3.2.11.1 輸入電容的瞬時(shí)電流 216
3.2.11.2 輸入電容的平均電流 218
3.2.11.3 輸入電容的有效電流 219
問題3.2.11-1:輸入電容均方根電流的最大值是多少?該最大值的指導(dǎo)意義是什么? 223
3.2.12 輸出電容的瞬時(shí)電流、平均電流和有效電流 225
3.2.12.1 輸出電容的瞬時(shí)電流 225
3.2.12.2 輸出電容的平均電流 225
3.2.12.3 輸出電容的有效電流 227
3.2.10 輸入端和輸出端的平均電流 227
問題3.2.10-1:理論上輸入電流的最小值是多少? 229
3.2.15 降壓電路的電流應(yīng)力總結(jié) 229
3.4 降壓電路的功率、損耗和效率 231
3.4.1 輸入功率、輸出功率、損耗功率和效率 231
3.4.2 電感上的功率損耗 233
3.4.2.1 直流電阻損耗(DC Resistance Loss) 233
3.4.2.2 交流電阻損耗(AC Resistance Loss) 234
3.9.4 開關(guān)管上的功率損耗 235
3.9.4.1 導(dǎo)通損耗 236
3.9.4.2 截止損耗 243
3.9.4.3 開關(guān)損耗 244
3.9.4.4 死區(qū)時(shí)間損耗 252
3.9.4.5 體二極管反向恢復(fù)損耗 254
3.9.4.6 輸出電容損耗 255
3.9.4.7 柵極驅(qū)動(dòng)損耗 256
3.9.5 續(xù)流二極管上的功率損耗 264
3.9.2 輸入電容上的功率損耗 265
3.9.3 輸出電容上的功率損耗 265
3.9.7 器件工作損耗 265
3.9.8 非同步與同步降壓電路的功率損耗計(jì)算案例 266
3.9.9 小結(jié) 269
3.5 降壓電路電感值的計(jì)算公式 270
第4章? 動(dòng)態(tài)響應(yīng)與頻率補(bǔ)償 273
4.1 如何理解動(dòng)態(tài)響應(yīng) 273
4.2 273
第5章? 降壓電路的應(yīng)用方法 275
5.1 降壓電路的設(shè)計(jì)流程 275
5.2 確定設(shè)計(jì)需求 278
5.3 降壓芯片選型 280
5.4 輸出電壓設(shè)置 Output Voltage Setting 284
5.2.1 反饋電阻取值方法 284
5.2.2 反饋電阻取值大小的影響 286
5.2.1.1 影響待機(jī)功耗 286
5.2.1.2 影響輸出電壓精度 287
5.2.1.3 影響反饋環(huán)路穩(wěn)定性 290
5.2.2 反饋電阻取值實(shí)例TPS54561DPRT 291
5.2.3 如何得到最小輸出電壓(實(shí)例TPS54561DPRT)? 293
5.2.3 如何實(shí)現(xiàn)比基準(zhǔn)更低的輸出電壓? 294
5.2.4 前饋電容的原理、作用與取值? 294
5.2.5 什么是近端反饋和遠(yuǎn)端反饋(Remote Sensing Feedback)? 295
5.2.6 什么是DVS、AVS和DVFS? 295
5.5 開關(guān)頻率配置 296
5.3.1 配置開關(guān)頻率的注意事項(xiàng)?或什么是折返頻率? 296
5.3.1 配置開關(guān)頻率的方法? 296
5.3.1.1 LM5088MHX-2/NOPB器件的開關(guān)頻率配置方法 296
5.3.1.2 TPS54561DPRT器件的開關(guān)頻率配置方法 298
5.3.1.3 LTC3707EGN-SYNC#PBF器件的開關(guān)頻率配置方法 298
5.3.1.4 ADP3020ARU器件的開關(guān)頻率配置方法 300
5.3.1.5 小結(jié) 302
5.3.2 何時(shí)需要調(diào)節(jié)開關(guān)頻率的大小? 302
5.6 功率電感的選型 303
5.4.1 功率電感額定/飽和電流取值的依據(jù)是什么? 304
5.4.2 功率電感值選擇的依據(jù) 304
5.4.3 功率電感的選型步驟 305
5.4.4 功率電感的選型實(shí)例 306
5.7 高邊開關(guān)和低邊開關(guān)的選型 307
5.7.1 功率MOSFET的選型 307
5.7.2 續(xù)流二極管的選型 308
5.8 輸出電容的選型 310
5.8.1 輸出電容的作用 310
5.8.2 輸出電容ESR帶來的不良影響 311
5.8.3 輸出電容取值的考量因素 311
5.8.4 輸出電容的選型步驟 311
5.8.5 輸出電容選型的其他要求 313
5.8.6 輸出電容的選型實(shí)例 313
5.9 輸入電容的選型 313
5.7.1 輸入電容取值的考量因素 315
5.10 自舉電路(Bootstrap Circuit) 315
5.10.1 開關(guān)電源為何需要自舉電路? 316
5.10.2 二極管&電容自舉的原理 317
5.10.3 二極管&電容自舉電路中的電流和電壓 324
5.10.3.1 自舉電容在TON時(shí)間的放電電流大小 324
5.10.3.2 自舉電容在TOFF時(shí)間的充電電流大小 324
5.10.3.3 自舉電路在TOFF時(shí)間的充電電流大小 325
5.10.3.4 自舉電路消耗的平均電流大小 325
5.10.4 自舉電容(Bootstrap Capacitor)的選型 326
5.10.4.1 如何確定自舉電容的耐壓值? 326
5.10.4.2 如何確定自舉電容的取值范圍? 326
5.10.4 自舉二極管(Bootstrap Diode)的選型 336
5.10.6 自舉電阻(Bootstrap Resistor) 337
5.10.6.1 為何使用自舉電阻? 337
5.10.6.2 如何取值自舉電阻? 337
5.10.6.3 自舉電阻上的電壓跌落 338
5.10.6.4 自舉電阻對(duì)轉(zhuǎn)換效率的影響 342
5.10.7 何時(shí)及如何使用外部偏置電源? 343
5.11 軟啟動(dòng)與浪涌電流抑制 345
5.11.1 什么是軟啟動(dòng)?軟啟動(dòng)時(shí)間?啟動(dòng)時(shí)間? 345
5.11.2 什么是浪涌電流? 349
5.11.3 如何配置軟啟動(dòng)時(shí)間的大??? 351
5.11.4 何時(shí)需要更長的軟啟動(dòng)時(shí)間? 354
5.11.4.1 輸出電容增加且浪涌電流保持不變 354
5.11.4.2 降低電源電路啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流 354
5.11.4.3 輸出電壓非單調(diào)上升 356
5.11.5 如何延長軟啟動(dòng)時(shí)間?如何抑制浪涌電流? 358
5.11.5.1 基于單顆P-MOSFET實(shí)現(xiàn)輸入端浪涌電流抑制 359
5.11.5.2 基于分立Loadswitch實(shí)現(xiàn)輸入端浪涌電流抑制 360
5.11.5.3 基于Loadswitch IC實(shí)現(xiàn)輸入端浪涌電流抑制 362
5.11.5.4 基于集成方案的輸入端浪涌電流抑制功能 362
5.11.5.5 基于SS引腳的軟啟動(dòng)時(shí)間配置實(shí)例TPS54561DPRT 363
5.11.5.6 基于EN引腳的軟啟動(dòng)時(shí)間配置實(shí)例LM5116MH/NOPB 364
5.11.5.7 基于FB引腳的軟啟動(dòng)時(shí)間配置實(shí)例TPS54561DPRT 364
5.11.5.8 基于分立Loadswitch的軟啟動(dòng)時(shí)間配置實(shí)例TPS54561DPRT 365
5.11.5.9 基于Loadswitch IC的軟啟動(dòng)時(shí)間配置實(shí)例 TPS54561DPRT 366
5.12 使能引腳的應(yīng)用 366
5.12.1 關(guān)注使能引腳的耐壓范圍 366
5.12.2 硬件使能 366
5.12.3 UVLO閾值設(shè)置 368
問題:“圖5.2.1.2 TPS54561DPRT參考電路原理圖”支持的UVLO開始輸入電壓最小值是多少? 371
5.12.4 基于EN引腳實(shí)現(xiàn)受控使能/非能 371
5.12.5 基于SS引腳實(shí)現(xiàn)受控使能/非能 373
5.12.6 受控使能/非能和UVLO閾值設(shè)置 373
5.13 電源工作正常的指示信號(hào) 374
5.14 EN/SS/PWRGD實(shí)現(xiàn)多電源時(shí)序和跟蹤 375
5.14.1 使用EN引腳和被動(dòng)器件實(shí)現(xiàn)電源時(shí)序功能 375
5.14.2 使用EN引腳和PWRGD引腳實(shí)現(xiàn)電源時(shí)序功能 376
5.14.3 使用EN引腳和SS/TR引腳實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電源的啟動(dòng)時(shí)間相同 376
5.14.4 使用EN引腳和SS/TR引腳實(shí)現(xiàn)電源跟蹤功能 377
5.15 PCB Layout設(shè)計(jì) 378
5.15.1 CISPR 22: EMC標(biāo)準(zhǔn)簡介 378
5.15.1 降壓電路PCB Layout設(shè)計(jì)常用規(guī)則 378
5.15.1.1 Feedback反饋?zhàn)呔€的版圖設(shè)計(jì) 379
5.15.2 如何減少降壓電路中的EMI? 380
5.15.2.1 原理設(shè)計(jì)方法:在自舉電容Cboot上串聯(lián)自舉電阻Rboot 380
5.15.2.2 原理設(shè)計(jì)方法:在高邊開關(guān)管的柵極串聯(lián)電阻Rgate 381
5.15.2.3 原理設(shè)計(jì)方法:在PH節(jié)點(diǎn)上增加RC Snubber電路 381
5.15.2.4 原理設(shè)計(jì)方法:在輸入端串聯(lián)RL Snubber電路 381
5.15.2.5 版圖設(shè)計(jì)方法:減小“交變電流環(huán)路”的面積 382
5.16 TPS54561DPRT非同步降壓轉(zhuǎn)換器典型應(yīng)用電路 383
5.16.1 應(yīng)用實(shí)例1:12V輸入到5V/5A輸出的降壓電路 384
5.16.1.1 輸出電壓設(shè)置 384
5.16.1.2 開關(guān)頻率配置 385
5.16.1.3 功率電感選型 386
5.16.1.4 續(xù)流二極管的選型 388
5.16.1.5 輸出電容的選型 389
5.16.1.6 輸入電容的選型 393
5.16.1.7 自舉電容和自舉二極管的選型 395
5.16.1.8 軟啟動(dòng)電容的選型 395
5.16.1.9 使能信號(hào) 397
5.16.1.10 UVLO閾值配置 398
5.16.1.11 誤差放大器補(bǔ)償 406
5.16.1.12 功率損耗估算 406
5.16.1.13 不連續(xù)導(dǎo)通模式和省電模式的邊界 408
5.16.1.14 波形測量結(jié)果 408
5.16.2 應(yīng)用實(shí)例2:12V輸入到0.8V輸出的降壓電路 409
5.16.3 應(yīng)用實(shí)例3:從正向輸入到正負(fù)輸出的分軌電源電路 409
5.17 LM5116MH/NOPB同步降壓控制器電路應(yīng)用實(shí)例 409
5.17.1 LM5116MH/NOPB內(nèi)部原理框圖和關(guān)鍵特性 409
5.17.2 LM5116MH/NOPB典型應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)需求 413
5.17.3 LM5116MH/NOPB典型應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)步驟 414
5.17.3.1 輸出電壓設(shè)置 414
5.17.3.2 開關(guān)頻率配置 414
5.17.3.3 功率電感的選型 415
5.17.3.4 功率MOSFET的選型 416
5.17.3.5 輸出電容的選型 417
5.17.3.6 輸入電容的選型 419
5.17.3.7 自舉電容和自舉二極管的選型 421
5.17.3.8 軟啟動(dòng)電容的選型 422
5.17.3.9 使能信號(hào) 423
5.17.3.10 UVLO閾值配置 424
5.17.3.11 誤差放大器補(bǔ)償 425
5.17.3.12 檢流電阻配置 425
5.17.3.13 RAMP電容配置 427
5.17.3.14 功率損耗估算 427
5.17.3.15 PCB布局布線 429
5.17.3.16 波形測量結(jié)果 430
5.18 LM5161PWPR同步降壓轉(zhuǎn)換器典型應(yīng)用電路 430
5.18.1 LM5161PWPR內(nèi)部原理框圖和關(guān)鍵特性 430
5.18.2 LM5161PWPR典型應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)需求 432
5.18.3 LM5161PWPR典型應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)步驟 433
5.18.3.1 輸出電壓設(shè)置 433
5.18.3.2 開關(guān)頻率配置 433
5.18.3.3 功率電感的選型 434
5.18.3.4 功率開關(guān)的選型 435
5.18.3.5 輸出電容的選型 435
5.18.3.6 輸入電容的選型 437
5.18.3.7 自舉電容和自舉二極管的選型 438
5.18.3.8 軟啟動(dòng)電容的選型 438
5.18.3.9 使能信號(hào) 439
5.18.3.10 UVLO閾值配置 440
5.18.3.11 紋波注入電路* 440
5.18.3.12 功率損耗估算 441
5.18.3.13 PCB布局布線 442
5.19 LM25149RGYR同步降壓控制器典型應(yīng)用電路1 444
5.19.1 LM25149RGYR內(nèi)部原理框圖和關(guān)鍵特性 444
5.19.2 LM25149RGYR典型應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)需求 445
5.19.3 LM25149RGYR典型應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)步驟 446
5.19.3.1 輸出電壓設(shè)置 446
5.19.3.2 開關(guān)頻率配置 447
5.19.3.3 功率電感的選型 448
5.19.3.4 功率MOSFET的選型 448
5.19.3.5 輸出電容的選型 449
5.19.3.6 輸入電容的選型 451
5.18.3.7 自舉電容和自舉二極管的選型 451
5.19.3.8 軟啟動(dòng)(待續(xù)) 452
5.19.3.9 使能信號(hào) 453
5.19.3.10 誤差放大器補(bǔ)償(待續(xù)) 454
5.19.3.11 檢流電阻配置 454
5.19.3.12 有源濾波電路(待續(xù)) 456
5.19.3.13 功率損耗估算 456
5.20 LM25149RGYR同步降壓控制器典型應(yīng)用電路2 458
5.20.1 LM25149RGYR典型應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)需求 458
5.20.2 LM25149RGYR典型應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)步驟 459
5.20.2.1 輸出電壓設(shè)置 459
5.20.2.2 開關(guān)頻率配置 459
5.20.2.3 功率電感的選型 459
5.20.2.4 功率MOSFET的選型 460
5.20.2.5 輸出電容的選型 460
5.20.2.6 輸入電容的選型 463
5.20.2.7 自舉電容和自舉二極管的選型 464
5.20.2.8 軟啟動(dòng)(待續(xù)) 464
5.20.2.9 使能信號(hào) 464
5.20.2.10 誤差放大器補(bǔ)償(待續(xù)) 464
5.20.2.11 檢流電阻配置 464
5.20.2.12 有源濾波電路(待續(xù)) 464
5.20.2.13 功率損耗估算 465
5.21 LTC3311JV#PBF多相降壓的典型應(yīng)用電路(兩相并聯(lián)) 467
5.21.1 LTC3311JV#PBF內(nèi)部原理框圖和關(guān)鍵特性 467
5.21.2 LTC3311JV#PBF典型應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)需求 468
5.21.3 LTC3311JV#PBF典型應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)步驟 469
5.21.3.1 輸出電壓設(shè)置 469
5.21.3.2 開關(guān)頻率配置 469
5.21.3.3 功率電感的選型 470
5.21.3.4 功率開關(guān)的選型 470
5.21.3.5 輸出電容的選型 470
5.21.3.6 輸入電容的選型 472
5.21.3.7 自舉電容和自舉二極管的選型 473
5.21.3.8 軟啟動(dòng)電容的選型 474
5.21.3.9 使能信號(hào) 474
5.21.3.10 誤差放大器補(bǔ)償(待續(xù)) 475
5.21.3.11 工作模式/頻率同步/多相并聯(lián) 475
5.20 降壓電路的常見錯(cuò)誤及解決方法 477
5.20.1 為何電源電路無法正常啟動(dòng)(1)? 478
5.20.2 為何電源電路無法正常啟動(dòng)(2)? 479
5.20.2.1 不良現(xiàn)象 479
5.20.2.2 解決對(duì)策 482
陶瓷電容器嘯叫的原因與對(duì)策 484
功率電感器嘯叫的原因與對(duì)策 484
第6章 降壓電路的測試與測量 488
6.1 開關(guān)電源電路有哪些評(píng)價(jià)指標(biāo)? 488
6.1.1 輸出電壓精度是否合規(guī)? 488
6.1.2 輸出紋波電壓是否合規(guī)? 491
6.1.3 線性調(diào)整率是否合規(guī)?如何測量? 495
6.1.4 輸出電壓是否單調(diào)上升?如何測量? 496
6.1.5 啟動(dòng)時(shí)間是否合規(guī)?如何測量? 497
6.1.6 保持時(shí)間是否合規(guī)?如何測量? 499
6.1.7 死區(qū)時(shí)間是否合規(guī)?如何測量? 499
6.1.8 浪涌電流是否合規(guī)?如何測量? 499
6.1.13 環(huán)路是否穩(wěn)定? 499
6.1.14 轉(zhuǎn)換效率是否達(dá)標(biāo)?測量方法? 499
6.1.8 負(fù)載調(diào)整率是否滿足設(shè)計(jì)需求?如何測量? 500
6.1.3 開關(guān)節(jié)點(diǎn)是否有較大的開關(guān)噪聲? 501
6.1.3.1 開關(guān)噪聲產(chǎn)生的原理? 502
6.1.3.2 開關(guān)噪聲抑制的方法? 502
6.1.4 開關(guān)節(jié)點(diǎn)是否有較大的振鈴?如何測量?如何改善? 503
6.1.5 功率電感是否有較大的紋波電流?如何測量? 503
6.1.6 功率電感是否有磁飽和的風(fēng)險(xiǎn)?如何判斷功率電感是否發(fā)生了磁飽和現(xiàn)象? 505
6.1.6.1 計(jì)算最大電感電流 506
6.1.6.2 測量電感電流波形 508
6.1.6.3 其他初步判斷方法 509
6.2 開關(guān)電源的輔助電路有哪些? 509
6.2.1 過流保護(hù)功能OCP及測試方法 510
6.2.2 短路保護(hù)功能SCP及測試方法 512
6.2.3 欠壓保護(hù)功能UVP及測試方法 513
6.2.4 過壓保護(hù)功能OVP及測試方法 513
6.2.5 熱關(guān)斷TSD/OTP及測試方法 513
6.2.6 輸出放電功能 Output Discharge Function 515
6.2.7 預(yù)偏置啟動(dòng)和輸出預(yù)偏置保護(hù) 515
6.2.8 尖峰電壓抑制 Spike Voltage Suppression 516
6.2.9 雙電源供電電路 516
如何解決雙電源供電中的電流倒灌問題? 517
6.3 如何測量輸出端紋波和噪聲? 518
6.4 如何測量降壓電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)? 522
6.5 如何測量降壓電路的轉(zhuǎn)換效率? 522
第7章 電源芯片規(guī)格書的閱讀方法 525
附1 參考資料 526
附2 內(nèi)容聲明 526
附3 版本記錄 526