????关注“电源先生”，解析开关电源????01/ 简介 /图 2.33 非同步和同步降压电路拓扑首先，从功率电感上的电流是否连续的角度看，降压电路最基本的三种电流传导模式分别为连续导通模式CCM（Continuous Conduction Mode）、临界导通模式BCM（Boundary Conduction Mode）或CRM（Critical-Conduction Mode）、断续导通模式DCM（Discontinuous Conduction Mode）。其次，强迫连续导通模式FCCM（Forced Continuous Conduction Mode），是使用技术手段强制电路工作在CCM模式下，本质上仍然属于CCM。FCCM有时也被称为FPWM（Forced Pulse Width Modulatio...
????关注“电源先生”，解析开关电源????01/ 简介 /上图所示，为了区分BUCK电路中的CCM、BCM、DCM、PWM、PFM等概念，从不同的角度，我们将它们分为：导通模式、工作模式和控制模式三个大类。02/ 导通模式 /从功率电感上的电流是否连续的角度看，降压电路最基本的三种电流传导模式有CCM、BCM和DCM三种。 连续导通模式 CCM临界导通模式 BCM断续导通模式 DCM03/ 工作模式 /从脉冲调制的角度看，有PWM、PFM和PSM三种脉冲宽度调制 PWM脉冲频率调制 PFM脉冲跨周期调制 PSM04/ 控制模式 /从控制技术的角度看，常见的反馈控制模式有，电压反馈控制模式...
????关注“电源先生”，解析开关电源????01/ 简介 /降压电路中的非同步整流和同步整流如图所示，在非隔离型开关电源类型中，非同步整流型开关电源是指高边开关使用MOSFET，而低边续流回路使用二极管（左图中的D1）的电路拓扑（只有一个开关管）。同步整流型开关电源是指高边和低边开关都使用三极管或MOSFET的电路拓扑；必须有两个开关管，分别称为High-side MOSFET（右图中的S1）和Low-side MOSFET（右图中的S2）。非同步整流型开关电源是较早使用的电源拓扑，因为电路结构和控制方式相对简单，转换效率可达 80% 。其后，随着笔记本和手机等移动终...
????关注“电源先生”，解析开关电源????01/ 简介 /非隔离的Controller和Converter上图所示，非隔离拓扑有控制器Controller和转换器Converter两个大类；此文，简单介绍下控制器和转换器的区别。02/ 控制器vs转换器 /控制器和转换器架构对比上图所示，是开关电源控制器和开关电源转换器或稳压器的区分参考，通常将外置开关管的开关电源IC称为开关电源控制器，将内置开关管（无论是仅有高边开关的非同步电路，还是有高边开关和低边开关的同步电路）的开关电源IC称为开关电源转换器或稳压器。控制器或转换器的选型参考原则是，大功率电源（负载电流通...
????关注“电源先生”，解析开关电源????01/ 简介 /前文 [ ] 分享两点内容：① 什么是“重载条件”和“轻载条件”？② 轻载条件下DCM和CCM的差异（具体内容，参考原文）。图1图2此文，分享一个学习过程中的困惑：图1/2所示，经常在BUCK芯片规格书中见到DCM (Discontinuous Conduction Mode)和DEM (Diode Emulation Mode) 两个概念，那么它们是否可以等同、区别是什么？我在与半导体厂商进行技术交流时提出过这个问题，很多人稍微思索地回答：二者没有区别，只是叫法不同。我的看法是，这个回答有点粗糙。下面分享下我的理解，如有不同看法，留...
????关注“电源先生”，解析开关电源????01/ 简介 /关于开关电源中使用的功率电感，其电流参数最常见的有温升电流、RMS电流、饱和电流、额定电流几个。它们是如何定义的？尤其额定电流是如何定义的？此文，解析...02/ 温升电流(Temperature Rise Current) /因为直流电阻DCR（参考“什么是直流电阻（DC Resistance）？”章节内容）的存在，当加载到电感器两端的电流逐渐增加时，更多的功率损耗会使电感器上的温度逐渐升高，当电感器的温度在环境温度（通常为+20℃或+25℃）的基础上升高20℃或40℃时，通过电感器的直流电流大小，称为温升电流（I_TE...
????关注“电源先生”，解析开关电源????01/ 简介 /“前言”，给出了写作此书的三个原因：其一，不要“大”“全”，想要“小”“美”。因为我发现国内很多写开关电源的书籍都是堆了很多内容，特点是“大”“全”，让与我类似的想深入理解并掌握BUCK拓扑的硬件或电源“攻城狮”们犯难。所以，此书不是简单的知识点堆砌，专注于“小”“美”。其二，“贪得无厌”，做到了“知其然”，我还想要“知其所以然”。此书不仅给出“然”，还要给出“所以然”也就是具体的详细的公式推导过程；搞清楚了来龙去脉，很多知识就不再是玄学。其三，以身作则，写作此...
????关注“电源先生”，解析开关电源????01/ 简介 /早期，开关电源（Switching Mode Power Supply, SMPS）被直接称为DC-DC（Direct Current - Direct Current），顾名思义是，从该类电源输入电压和输出电压的角度看，输入电压是直流电（特指“直流电压”而不是“直流电流”），输出电压也是直流电。02/ 开关电源的基本拓扑 /从输入电压和输出电压数值大小上看，有以下几种情况：① 在任何工况下，输入电压都大于输出电压（固定值）。能够实现这种将较高电压转换为较低电压的电路，被称为“降压电路(BUCK)”。② 在任何工况下，输入电压都小于输出...
????关注“电源先生”，解析开关电源????------------------------------------------------1. BUCK转换器的基础知识BUCK转换器是一种开关模式的降压型转压器，它能提供在高压降比 (VIN/VOUT) 和高负载电流下的高效率与灵活性。其基本电路如图一所示。大多数Buck转换器的内部包含一个高侧MOSFET及由内部占空比之控制电路来切换的低侧同步整流MOSFET，用以调节平均输出电压。其开关节点之波形由外部LC滤波器过滤；透过反馈回路检测输出电压，并控制高侧MOSFET的占空比，从而达到稳压功能。非同部器件无内部低侧MOSFET，仅在外部开关节点到地之间连接...
????关注“电源先生”，解析开关电源????1. 简介在某电源测试空载条件下的输出纹波时，遇到有大小波的问题。咨询了FAE：(1)FAE使用EVB开发板空载测试，没有大小波问题；(2)FAE给出的原因是，负载电流波动引起的；但是，我们是在“空载”条件下测量到的。本文分析原因，其实很简单...图1 正常纹波在15mV水平，开关频率4kHz水平图2 正常纹波细节，每个phase只打1次高电平图3 异常纹波的大波，从正常纹波8.5mV到异常纹波15.5mV，几乎翻倍了图4，放大异常纹波之后发现，这个phase高电平打了2次2. 总结测量到大小波的原因是，我们将输出端Vout挂在电子负...
????关注“电源先生”，解析开关电源????1. 简介/现有方案图1 现有方案框图图1所示，是现有方案，在某EVB板上需要对无线通信模块进行各种模式下的功耗测试；缺点如下：① 每次在进行测试之前，都需要将电阻R使用风枪或烙铁给移除，或者移除之后的EVB板就专门用于功耗测试。② 如果无线通信模块是支持热插拔的USB接口，可以是“EVB+3.8V-EXT外部电源+无线通信模块”，上电开机之后，将USB连机上位机进行模式配置，再进行功耗测试；但是，如果无线通信模块是不支持热插拔的PCIE接口，因为上电开机时就需要与上位机进行握手建立连接，现有方案就几乎...
????关注“电源先生”，解析开关电源????此文，是我之前给公司同事分享开关电源知识而准备的PPT文档，共100页...[查看置顶评论，获取PPT文档源文件]如下，是该文档的目录，包含的知识点有功率电感、输出电容、输入电容、续流二极管、自举二极管/自举电容的选型方法，以及输出纹波电流、输出纹波电压、开关电源的保护特性、PCB布局布线参考规则等内容...参考文章：输出端纹波电压的测量步骤如下：(1)合适的示波器设置。将示波器的耦合方式设置为“交流”（以去掉输出电压的直流分量，因为此时不关心直流分量）；同时，可设置纵坐标为10mV/grid。(2)选...
????关注“电源先生”，解析开关电源????1. 简介之前，创建了[ ]...想入群的，进入这篇文章添加作者私信邀请进群...在群里与同行们进行交流的时候，有些电源新人因为英语基础稍微薄弱，阅读英文规格书稍显吃力；所以，我打算单独开一个合集“中文资料分享”，将我自己在学习过程中找到的一些开关电源中文资料陆续分享给大家，希望会对电源新人学习开关电源有所帮助。具体形式是：① 文章标题直接取要分享的文档的标题，然后进行一些简介、归纳、总结，使得读者可以快速了解文章的内容，然后决定是否下载...② 在文末置顶评论给出下载关键字，需要...
????关注“电源先生”，解析开关电源????1. 简介图1 电源线路图1所示，是此文要分析的问题的线路，该电源线路支持输入电压VIN从12V到20V，输出可以是5.39V或者11.55V。图2 VOUT=5.39V的启动波形正常，单调上升图2所示，该线路在输入为12V或20V时，VOUT=5.39V的启动波形正常，单调上升。图3 输出电压非单调上升图3所示，将PQ6601移除，D和S之间短路，该线路会固定在VOUT=11.55V输出，发现该线路在输入为12V或20V时，输出电压从0上升到11.55V过程中都有非单调上升的不良现象；该非单调上升不良，与[ ]中提到的非单调上升不良，二者不尽相同，导致...
电源先生”，解析开关电源????1. 简介此文，我们分析个简单的电阻串联电路...图5.84 基于N-MOSFET的浪涌电流抑制电路方案F图5.84所示，是前文 [] 分析的基于N-MOSFET的浪涌电流抑制方案(F)。上电后的稳态条件下，在忽略输入、输出电容和负载(RL4，这里仅做示意，实际的负载可能是各类IC器件)的情况下，R5和R6是串联在VCC和GND_VIN之间的，所以这两个电阻形成分压电路。如果VCC = 60V，那么容易知道R6电阻两端的电压为60V * 47k / ( 470k + 47k ) = 5.45V，R5电阻两端的电压为60V * 470k / ( 470k + 47k ) = 54.54V。由此可见，在电阻串联电路中，...
????关注“电源先生”，解析开关电源????1. 简介如下所示，前文 [] 给出了基于P-MOSFET的四种浪涌电流抑制方案：图5.78 Single P-MOSFET负载开关电路方案A图 5.80 Single P-MOSFET负载开关电路方案B图 5.81 Single P-MOSFET负载开关电路方案C图 5.82 Single P-MOSFET负载开关电路方案D后来经过自己的study以及工程师朋友的讨论，方案B和D应用于浪涌电流抑制，有所不妥；主要原因是：在VIN上电的瞬间且Q2/Q4完全导通之前，给输出电容C9/C10/C19/C20充电的浪涌电流会“部分”或“完全”从体二极管流过。也许有人会问，这样的电路是否会存在P-MOSFET...
????关注“电源先生”，解析开关电源????1. 简介在电源电路中，有物理接口插拔的地方，就有可能产生浪涌电流。前文，[ ] [ ] [ ] 等介绍了浪涌电流、软启动的原理和应用...此文，介绍基于单颗P-MOSFET实现浪涌电流抑制的方法，适用于电源的输入端和输出端。至于这里为何使用P-MOSFET而不是N-MOSFET实现，是因为P-MOSFET作为高边开关使用时的导通方法更简单、容易实现，如果使用N-MOSFET作为高边开关的话，需要另外使用自举电路才能使其导通。2. 单颗P-MOSFET实现浪涌电流抑制2.1 Single P-MOSFET负载开关电路方案A图5.78 Single P-MOSFET...
????关注“电源先生”，解析开关电源????1. 简介图1 LM5116MH/NOPB参考电路图1所示，LM5116MH/NOPB规格书中给出的参考电路，软启动电容是C3 = 0.01uF = 10nF 。但是，在 [ ] 文章中，我计算的结果是58.789nF，是规格书参考电路软启动电容10nF的将近6倍。那么，这二者的差异在哪里？此文，填坑。2. 分析2.1 规格书实例图1所示，在输出电容为Cout = 5 * 100uF = 500uF、输出电压为Vout = 5.0V的情况下，根据 [ ] 文章中如下公式5.82：以及规格书参考电路中给出的软启动时间1.2ms：我们可以推算出，规格书参考电路中输出端的浪涌电流为Iinrush = 50...
????关注“电源先生”，解析开关电源????1. 简介双极结型三极管(Bipolar Junction Transistor, BJT)，又称为晶体管，是我们在模拟电路中学习的比较基本的电流控制电流器件，由基极电流大小控制集电极电流大小。三极管有两种类型，即NPN三极管和PNP三极管；有三种工作状态，即通常其特性曲线中的截止区、放大区（从基极看，是电流/电流，所以直接叫做“放大区”）和饱和区。2. 设计原则为避免负载的变化被耦合到控制端（基极IB或栅极VGS）的精密逻辑器件（如MCU）中，负载应接在集电极或漏极，这是接口电路设计的基本原则。3. 正确的驱动电路图1. NP...
????关注“电源先生”，解析开关电源????1. 简介双极结型三极管(Bipolar Junction Transistor, BJT)，又称为晶体管，是我们在模拟电路中学习的比较基本的电流控制电流器件，由基极电流大小控制集电极电流大小。三极管有两种类型，即NPN三极管和PNP三极管；有三种工作状态，即通常其特性曲线中的截止区、放大区（从基极看，是电流/电流，所以直接叫做“放大区”）和饱和区。说明：场效应管(MOSFET)，俗称MOS管，是电压控制电流器件，由栅极电压大小控制漏极电流大小。有两种类型，即N沟道场效应管(N-Channel MOSFET)和P沟道场效应管(P-Channel MOSFET...
????关注“电源先生”，解析开关电源????内容声明：部分图文参考网络公开内容，如有侵权，联系删除。更新说明：①《开关电源宝典 降压电路(BUCK)的原理与应用》已经完成24万字600多页，初稿仍在完善中，部分章节内容不完整，无法严格按照章节顺序更新...②通常只能利用睡觉、工作之外属于我们自己的第三个8小时及周末写作，同时更新到订阅号中，所以是“每周&不定时”更新...------------------------------------------------1. 简介前文[]、[]通过实例和测量结果说明了，当两个或多个电容并联时，电容量越大，对应的充放电电流也越大。图 0.1 电容...
????关注“电源先生”，解析开关电源????内容声明：部分图文参考网络公开内容，如有侵权，联系删除。更新说明：①《开关电源宝典 降压电路(BUCK)的原理与应用》已经完成24万字600多页，初稿仍在完善中，部分章节内容不完整，无法严格按照章节顺序更新...②通常只能利用睡觉、工作之外属于我们自己的第三个8小时及周末写作，同时更新到订阅号中，所以是“每周&不定时”更新...------------------------------------------------1. 什么是电容安秒平衡或电荷守恒？根据电容伏安关系在降压电路中，基于一个完整的开关周期，对上述公式进行积分，可得一...
????关注“电源先生”，解析开关电源????内容声明：部分图文参考网络公开内容，如有侵权，联系删除。更新说明：①《开关电源宝典 降压电路(BUCK)的原理与应用》已经完成24万字600多页，初稿仍在完善中，部分章节内容不完整，无法严格按照章节顺序更新...②通常只能利用睡觉、工作之外属于我们自己的第三个8小时及周末写作，同时更新到订阅号中，所以是“每周&不定时”更新...------------------------------------------------经常遇到一些硬件技术的初学者说资料难找，百度搜到的资料也说不清楚...今天，我来给大家推荐一种高效的技术学习方法。百...
????关注“电源先生”，解析开关电源????内容声明：部分图文参考网络公开内容，如有侵权，联系删除。更新说明：①《开关电源宝典 降压电路(BUCK)的原理与应用》已经完成24万字600多页，初稿仍在完善中，部分章节内容不完整，无法严格按照章节顺序更新...②通常只能利用睡觉、工作之外属于我们自己的第三个8小时及周末写作，同时更新到订阅号中，所以是“每周&不定时”更新...------------------------------------------------1. 简介R. W. Erickson《Fundamentals of Power Electronics [2nd Edition]》的这本书，想必从事电源的同行们都不陌生，是...
????关注“电源先生”，解析开关电源????内容声明：部分图文参考网络公开内容，如有侵权，联系删除。更新说明：①《开关电源宝典 降压电路(BUCK)的原理与应用》已经完成24万字600多页，初稿仍在完善中，部分章节内容不完整，无法严格按照章节顺序更新...②通常只能利用睡觉、工作之外属于我们自己的第三个8小时及周末写作，同时更新到订阅号中，所以是“每周&不定时”更新...------------------------------------------------1. 简介前文 [] 中，给出了BUCK电路在CCM模式下的输出纹波电压的表达式，即公式(3.197)这里需要说明的是：公式(3.197)是B...
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????关注“电源先生”，解析开关电源????内容声明：部分图文参考网络公开内容，如有侵权，联系删除。更新说明：①《开关电源宝典 降压电路(BUCK)的原理与应用》已经完成24万字600多页，初稿仍在完善中，部分章节内容不完整，无法严格按照章节顺序更新...②通常只能利用睡觉、工作之外属于我们自己的第三个8小时及周末写作，同时更新到订阅号中，所以是“每周&不定时”更新...------------------------------------------------图 3.36 降压电路输出电容的等效模型图3.36所示，我们知道，电容是有串联等效电阻ESR(Equivalent Series Resistance)和等...
网络搜索“什么是高速信号”或“低速信号与高速信号的区别”，出现一堆解释，例如：(a)信号是否为高速信号，取决于两个因素：信号频率和信号传输路径长度（信号线长度）。(b)通常认为如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45MHz~50MHz，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量（比如说1/3），就称为高速电路。(c)如果是站在传输延时的角度考虑的话，上升时间<1/6的传输延时，就是高频信号！甚至，这条都是错误的结论...人云亦云，并未抓住为何要区分高速信号或高速电路的问题根源，即系统能够接受多大的反射噪声。其实，如果以...