深入剖析升降压电源芯片：基本拓扑结构与应用

在电子设备的电源管理领域，升降压电源芯片扮演着至关重要的角色。它能够根据不同的输入电压和负载需求，灵活地调整输出电压，为设备提供稳定可靠的电源供应。下面我们将对升降压电源芯片的基本拓扑进行详细分析。

降压 - 升压 DC - DC 转换器基本原理图

从图中可以看出，Vin 是电压输入端口，Cin 作为输入电源的滤波电容，其作用是滤除输入电压中的杂波，使输入电压更加平滑稳定。Q1 为降压 PWM mos 管，它通过脉冲宽度调制（PWM）技术来控制降压过程。D1 是续流二极管，在降压过程中起到续流的作用，保证电流的连续流动。降压和升压共用一颗电感器 L1，电感器在能量转换过程中起着储存和释放能量的关键作用。Q2 为升压 PWM mos 管，用于控制升压过程；D2 为升压整流二极管，对升压后的电压进行整流。Cout 为输出滤波电容，用于滤除输出电压中的纹波，使输出电压更加稳定。

选用芯片分析

本文选用 MPS 的 mp28167 - A 可调升降压 DC - DC 芯片进行分析。该芯片的基本参数如下：输入电压范围为 2.8 - 22V，最大电流可达 3A，并且芯片具备 I2C 控制接口。通过外部控制器连接 I2C 接口，可以控制 FB 反馈电压，从而实现对输出电压的精确调节。此芯片功能强大，不过本文主要聚焦于分析其内部升降压部分的结构。

芯片内部结构

从芯片的内部结构图中可以看到，蓝色框内为升降压部分的控制框图，与前面提到的降压升压拓扑基本相同。输入电压从 IN 脚输入，经过 A 管（对应拓扑 Q1），到达 SW1。SW1 和 SW2 之间需要根据工作电压、工作电流、工作频率等参数外加一颗电感器（对应拓扑 L1）。B 为降压续流 MOS 管（对应拓扑 D1），C 为升压 PWM mos 管（对应拓扑 Q2），D 为升压整流 MOS 管（对应拓扑 D2），然后到达 OUT 引脚输出。需要特别注意的是，在电源反接后，电信号会经过 MOS 管 C 到 SW2，经过外部电感到达 SW1，再经过 MOS 管 A 到达 IN 脚，从而造成短路。因此，在实际应用中一定要做好防反接处理。

线路原理图

根据基本拓扑画出的原理图，设置输出电压为 12V，当输入电压在 4 - 20V 范围内时，实测可稳定输出 12V。原理图中 C29 和 C27 为 PWM mos 的自举电容，其主要作用是在 PWM 打开关闭时为 NMOS 栅极提供一个较高的控制电压，确保 MOS 管能够正常工作。