确定开关电源的电压精度

开关电源（SMPS）有一个反馈引脚，可用于设置输出电压。该电压由电源电路调节。然而，问题在于电压的精确调节方式。

图1展示了基于降压原则的SMPS。一个现有的、通常未调节的电源电压（输入电压）用于产生输出电压，输出电压被尽可能精确地调节。

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公差决定。

直流公差

直流调节偏差包括电压转换器中所含参考电压的准确性（再次见图1）。集成电路设计者设计的，使得在供电电压范围、制造公差和工作温度内仅有轻微偏差。

现有的公差包含在电压转换器集成电路的数据手册中。该值可以通过不同方式表示：作为参考电压线调节、输出电压负载调节以及调节反馈电压。除了纯参考电压的精度外，后者还包括反馈引脚处其他IC特有的直流公差。

直流公差还包括电阻分压器在稳压输出电压与反馈引脚（图1中的Rfb1和Rfb2）之间的偏移。这些电阻可以购买不同的公差范围。

通常，电阻值接近最大规定公差。制造过程中会检测到公差更小的更好电阻，通常作为更精确的电阻出售。

输出电压纹波

在开关电源中，稳压输出电压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升降以及输出电容及其等效串联电阻（ESR）的值决定。

通过线圈的高电感值和具有低ESR的大输出电容，可以降低电压纹波。然而，SMPS无法完全防止输出电压纹波。

负载瞬态

第三个影响产生电压准确性因素的是其在负载瞬态期间的行为。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。负载瞬态幅度越大且发生得越快，输出电压与设定点的短期偏差越大。

为了尽可能降低对产生电压误差的影响，控制环速度必须很快。一种可以优化电源变换电路环路的工具是Analog Devices的LTpowerCAD。

图2显示了LT8642S的负载瞬态。负载电流在500纳秒内从100毫安提升至5安培，250微秒后再次烧焦。电压峰值约为27.5 mV，电压下降约为26.4 mV。

2. 使用LTpowerAnalyzer测量时域中的负载瞬变。

负载瞬变的测量是用ADI的LTpowerAnalyzer进行的。通过这种硬件，可以轻松测量不同电流水平和不同过渡时间下的负载瞬态。

图3展示了对SMPS容差的不同影响因素。

3. 电源输出电压精度的不同影响因素。

结论

在选择电源电路时，确定应用中所需的电压精度至关重要。这对于选择不同元件（如用于直流精度的功率变换集成电路和电阻分压器），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等元件的选择是必要的。

电路的控制环路经过优化，尽可能更好地处理负载瞬态;例如，电压偏移量最低。