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开关电源基本原理

《精通开关电源(第三版)》阅读笔记

补充:Buck布线原则与建议

常见的Buck电路拓扑如上图所示。图一中Q为开关管(NMOS,也可以使用PMOS),D为回流二极管(一般使用肖特基二极管)。而图二中使用Q2(NMOS)代替D用作回流,可以解决二极管压降带来的损耗问题,提高效率

实际的Buck集成电路一般使用PMOS作上管,NMOS作下管,以下为ME3102(SOT23-5)的应用电路以及内部结构

大部分SOT23-5封装的Buck集成电路都使用类似的电路拓扑设计,引脚定义也相同。其中VIN为电源输入(一般最高耐压在6.5V以下),EN为工作使能信号(输入耐压一般不高于VIN),SW为开关管的输出端,FB为反馈端,这样构成一个闭环控制回路,电路根据输出电压自动控制开关管(上管,PMOS)以及回流管(下管,NMOS)的切换

布线一般会遵循以下规则

  1. VINSW端以及VO走线应当尽量粗短,保证较低的阻抗。其中首要保证SW尽量靠近电感,缩短路径长度,之后再进行电容等走线(输入电容环路优先级高于输出电容环路)

  2. 输入电容C1尽量靠近VIN,输出电容CO尽量靠近VO(电感的一端)。同时保证输入输出电容尽量贴近GND端,最大程度减小电容环路面积

  3. 分压反馈电阻网络R1 R2(各自一端)尽量贴近FB端,同时远离SW端以免FB受到干扰。其中R2可以通过一条较细的线与主地相连(单点接地),这样可以一定程度隔绝主地的开关噪声。VIN端也应当尽可能远离SW,而EN可以不用管

  4. 电路回路尽量不要有大环路设计,尽量走直,否则容易引入附加电感。这也是将回路缩小的原因之一