smps选择和测试要领的分析

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1、SMPS选择和测试要领的分析　　在现代电子产品中，开关电源（SMPS）被普遍选择用为来提供各种不同的直流电源，因它对于提高DC-DC电源转换系统的效率和可靠性是必不可少。然而在这设计和应用过程中对于了解与掌握高效率SMPS的选择和测试要领很为重要，为此本文将对SMPS的选择和测试要领作分析说明。广告插播信息维库最新热卖芯片：W83781DADSP-21065LKS-240SN74LS05NLB1668IRF7807TRXCS30XL-4BG256CTCM3105JLM48T58Y-70MH1LTC1530IS8-3.3KA2803B1、选择SMPS基本要领1.1从开关电源(

2、SMPS)系统基本特征说起　　大多数现代系统中主流的直流电源体系结构是开关电源系统，它因为能够有效地应对变化负载而众所周知。典型SMPS的电能“信号通路”包括无源器件、有源器件和磁性元件。SMPS尽可能少地使用损耗性元器件(如电阻和线性晶体管)，而主要使用(理想情况下)无损耗的元器件：开关晶体管、电容和磁性元件。　　SMPS设备还有一个控制部分，其中包括脉宽调节器、脉频调节器以及反馈环路等组成部分。控制部分可能有自己的电源。图1是简化的SMPS示意图，图中显示了电能转换部分，包括有源器件、无源器件以及磁性元件。　　绝大部分的电气直流负载由标准电源供电。但是，标准电源的电压可

3、能不符合微处理器、电机、LED或其他负载的电压要求，尤其当标准电源本身的输出电压并不稳定时。电池供电设备就是一个最好的例子：标准的Li+电池或NiMH电池组的典型电压对于大多数应用而言，不是过高就是过低，或者随着放电过程电压下降的过多。1.2选择要领拓扑结构很多有通用性　　幸运的是，SMPS的通用性帮我们解决了这一难题，它将标准电源电压转换成合适的、符合规定的电源电压。SMPS拓扑结构有很多，但可以划分为几种基本的类型，不同类型的转换器可以对输入电压实现升压、降压、反转以及升／降压变换。与线性稳压器只能对输入电压进行降压不同的是，可以选择不同拓扑的SMPS来满足任何输出电压

4、的需求，这也正是SMPS极具吸引力的原因。　　如上所述，根据电路拓扑的不同，SMPS可以将(DC-DC)直流输入电压转换成不同的直流输出电压。实际应用中存在多种拓扑结构，比较常见有三种非隔离式DC-DC拓扑结构，按照功能划分为：降压(buck图2a所示)、升压(boost图2b所示)、升／降压(buck-boost或反转图2c所示)。而图2(a)(b)(c)中所画出的为电感充电通道，为电感放电通道。图2(a)图2(b)图2(c)　　三种拓扑都包括MOSFET开关、二极管、输出电容和电感。MOSFET是拓扑中的有源受控元件，与控制器连接，控制器输出脉宽调制(PWM)方波信号驱

5、动MOSFET栅极，控制器件的关断或导通。为使输出电压保持稳定，控制器检测SMPS输出电压，并改变方波信号的占空比(D)，即MOSFET每个开关周期(Ts)导通时间。D是方波导通时间和周期的比值(ToN／Ts)，直接影响SMPS的输出电压。两者之间的关系在等式4和等式5给出。　　MOSFET的导通和关断状态将SMPS电路分为两个阶段：充电阶段和放电阶段，分别表示电感中的能量传递状态(见图2的环路)。充电期间电感所储存的能量，在放电期间传递给输出负载和电容上。电感充电期间，输出电容为负载供电，维持输出电压稳定。根据拓扑结构不同，能量在电路元件中循环传递，使输出电压维持在适当的

6、值。　　而对于MOSFET驱动器值此以一种新型MOSFET驱动器作为选择之一。　　其本特征；MOSFET驱动器内置电压稳压器后，MOSFET驱动器能工作于更宽泛的输入电压范围，使其更灵活的适用于各类应用；其输出口数量，可选用单路或双路的输出驱动器，以补足DC／DC开关及马达控制应用的需要；输出配置可选择反向(1nvertlng)、同向(noninverting)、与(AND)以及与非(NAND)配置方式。　　独特的Truedrive输出架构：被用于引的大电流门驱动器及控制器上，其输出架构采用了双极型晶体管及CMOS晶体管并联的形式构建见图2(d)。而Truedrive技术在

7、最需要的区域给出了大电流输出并提供了转换效率增益。　　预测门驱动(PredictiveGateDrive)技术，是一种数字控制技巧，用以控制高效率、低输出电压同步压降转换器的延迟时间。　　举例：120V，MOSFET高侧、低侧驱动器UCC27200，UCC27201特点。　　主要特点：于高侧、低侧配置时驱动两个N道沟MOSFET；引导电压绝对峰值为120V；片置0．65VVF、0.6ΩRD阴极负载二极管(bootstrapdiode)；最高工作于1MHz；20ns典型传播延迟；25A吸收(sink)、2A馈送(so