确定开关模式电源的电压精度
开关模式电源 (SMPS) 具有可用于设置输出电压的反馈引脚。该电压由电源电路调节。然而,问题是电压的调节精度如何。
图1显示了基于降压原理的SMPS。现有的、通常未稳压的电源电压(输入电压)用于产生输出电压,并尽可能精确地调节输出电压。

1、根据降压原理的开关电源电路结构。
输出电压的精度由多种影响和容差决定。
直流容差
直流调节偏差包括电压转换器中包含的参考电压的精度(同样是图 1)。这是由 IC 设计人员创建的,即在电源电压范围、IC 的制造公差和工作温度内仅出现微小偏差。
现有容差包含在电压转换器 IC 的数据手册中。该值可以通过不同的方式指定:作为参考电压线调节、输出电压负载调节和稳压反馈电压。除了纯基准电压的精度外,后者还包括反馈引脚上其他 IC 特定的直流容差。
直流容差还包括电阻分压器电阻值在稳压输出电压和反馈引脚之间的偏差(图1中的Rfb1和Rfb2)。这些电阻器可以购买具有不同容差范围的电阻器。
通常,电阻器的电阻值接近最大指定容差。在这些电阻器的制造过程中会检测到具有较小公差的更好电阻器,并且通常作为更精确的电阻器出售。
输出电压纹波
稳压输出电压在开关模式电源中始终具有一定的电压纹波。该纹波由降压稳压器的电感电流的上升和下降以及输出电容器及其等效串联电阻 (ESR) 的值决定。
线圈的高电感值和低ESR的大输出电容器可以降低电压纹波。然而,在SMPS中无法完全防止输出电压纹波。
负载瞬变
对产生电压精度的第三个影响是其在负载瞬变期间的行为。如果负载电流发生变化,产生的电压可能会向上或向下偏离。负载瞬态的幅度越大,发生得越快,输出电压与设定点的短期偏差就越大。
为了使这种对产生电压误差的影响尽可能低,控制环路速度必须很快。ADI公司的LTpowerCAD是一种可以优化电源转换器电路环路的工具。
图2显示了LT8642S的负载瞬变。负载电流在500 ns内从100 mA增加到5 A,并在250 μs后再次烧焦。电压峰值约为27.5 mV,电压骤降约为26.4 mV。

2. 使用LTpowerAnalyzer测量时域中的负载瞬变。
负载瞬变的测量是使用 ADI 的 LTpowerAnalyzer 进行的。使用该硬件,可以轻松测量不同电流水平和不同转换时间的负载瞬变。
图3显示了对SMPS容差的不同影响。

3. 对电源输出电压精度的不同影响。
结论
选择电源电路时,必须确定应用所需的电压精度。这是选择不同元件所必需的,例如用于直流精度的电源转换器 IC 和电阻分压器,以及用于输出电压纹波和负载瞬态影响的线圈和输出电容器。












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