DCDC开关电源管理芯片的设计
DCDC模块电源的反馈电路和设计方法
DCDC模块电源的反馈电路和设计方法1.设定输出电压：根据所需的应用要求，确定DCDC模块的输出电压。
这个输出电压将是反馈电路中的一个参考值。
2.选择参考源：选择一个合适的参考源来提供稳定的参考电压。
这可以是一个精确的参考源芯片，如LM4140或ADR5040，或者是使用电阻分压电路来生成基准电压。
3.设计误差放大器：误差放大器是反馈电路的核心部分，它将输出电压与参考电压进行比较，并生成误差信号。
这个误差信号将用于调整模块的控制电路。
误差放大器通常使用运算放大器来实现，可以使用标准的运算放大器芯片，如LM358或OPA3414.设计比较器：比较器是用于将输出电压与参考电压进行比较的电路。
它生成一个逻辑信号，表示输出电压是否高于或低于参考电压。
比较器可以使用专门的比较器芯片，如LM393或LM311，或者使用运算放大器来实现。
5.设计控制电路：控制电路根据误差信号和比较器的输出来调整开关管的导通时间。
控制电路可以使用数字控制器、模拟控制器或专门的控制芯片来实现。
这个控制电路应该能够根据误差信号的大小和方向来调整开关管的导通时间。
6.添加过压和欠压保护：为了保护DCDC模块和负载，可以添加过压和欠压保护电路。
这些保护电路可以根据输出电压的水平来触发开关，从而保护模块和负载。
7.优化滤波和稳压电容：为了提高稳定性和滤波效果，可以在输入和输出端添加滤波电容。
这些电容可以帮助去除电源线上的噪音和纹波，并提供稳定的输出电压。
总结起来，设计DCDC模块的反馈电路需要考虑输出电压、参考源、误差放大器、比较器、控制电路、过压和欠压保护、滤波电容等各个方面。
合理的设计反馈电路可以实现对输出电压的精确控制，并提供稳定可靠的电源。
DCDC电源芯片内部结构全解
DCDC电源芯片内部结构全解DC-DC电源芯片是一种特殊的集成电路，用于将直流电（DC）转换为所需的不同电压的直流电。
它通常由许多不同的部分组成，每个部分都具有特定的功能，可以实现高效的电能转换。
接下来，我将对DC-DC电源芯片的内部结构进行详细解释。
1.输入滤波器：电源芯片的第一个部分是输入滤波器，用于过滤输入电源的干扰和噪声，确保输入电源干净稳定，以提供可靠的工作电压。
2.整流桥：在输入电压经过滤波器后，进入整流桥。
整流桥由四个二极管组成，可以将交流电（AC）转换为直流电（DC），以供后续电路使用。
3.拉电感器：拉电感器是一种具有高电感值的元件，用于存储电能并滤波电流。
拉电感器通过存储能量，使电源芯片能够提供稳定的输出电流。
4.开关管/开关MOS管：开关管是DC-DC电源芯片的核心部分之一、它负责控制电源的开关周期，调整输出电压。
开关管通常是MOSFET管，其具有低导通电阻和快速开关速度，以提供高效的能量转换。
5.控制电路：控制电路是DC-DC电源芯片的另一个重要组成部分，负责监测并控制输出电压。
它包括一个反馈回路，用于调整开关管的开关频率和占空比，以确保输出电压达到预期值。
控制电路还可以包括一些保护功能，如过压保护和过载保护，以防止电源芯片受到损害。
6.输出滤波器：输出滤波器用于滤波输出电压，去除可能存在的高频噪声，并提供干净稳定的输出电压。
输出滤波器通常由电容器和电感器组成，能够平滑输出电压并减少纹波。
除了上述主要部分外，DC-DC电源芯片还可能包括其他辅助功能，如温度保护、短路保护和过流保护等。
这些保护功能能够保护电源芯片不受外部故障和不恰当使用的影响。
总之，DC-DC电源芯片内部结构的主要组成部分包括输入滤波器、整流桥、拉电感器、开关管、控制电路和输出滤波器。
这些部分通过协同工作实现电源的高效转换和稳定的输出电压。
同时，电源芯片可能还包括一些辅助功能，如保护功能，以确保电源芯片的安全运行。
tps54340的dcdc降压开关电源的设计与实现
tps54340的dcdc降压开关电源的设计与实现
TPS54340是德州仪器（TI）公司推出的一款降压开关电源控制器。
其特点是工作电压范围广，效率高，可编程输出电压和起停时间等，具有很好的稳定性和可靠性。
下面是TPS54340 DCDC降压开关电源设计与实现的步骤：
1. 确定工作电压范围：TPS54340的输入电压范围为4.5V至32V。
2. 根据需要计算输出电压：根据需要确定输出电压，TPS54340的输出电压可通过精确的电压反馈电路进行编程。
3. 选择外部元器件：根据TPS54340的设计说明书，选择合适的输出电感、电容、二极管和功率管等外部元器件。
选择高品质的元器件，以确保转换器的性能和稳定性。
4. 连接电路：按照TPS54340的设计说明书，连接电路，确认电路布局正确、尽量规整、短路和漏电检查以及地线的布局良好。
5. 调试：进行电路测试和调试，测量输入和输出电压、电流和功率等参数，保证转换器符合设计要求。
6. 优化：根据测试结果，对转换器进行必要的调整和优化，例如选择更高效的元器件或改进电路布局等，以提高转换器的性能。
以上是TPS54340 DCDC降压开关电源设计与实现的基本步骤，需要注意的是，在设计和实施过程中，需要遵循相关的安全和EMC标准。
同时，在实现时也需要注意对不同类型的干扰源进行抑制，以确保该电源的稳定性和可靠性。
dcdc芯片手册
DC-DC芯片手册1. 引言DC-DC芯片作为电源管理系统中的核心组件之一，扮演着将直流电压转换为其他直流电压的重要角色。
本文将深入探讨DC-DC芯片的技术特点、应用场景以及手册的编写与使用。
1.1 DC-DC芯片的基本概念介绍DC-DC芯片的基本概念，阐述其在电源管理中的作用，以及在不同电子设备中的广泛应用。
1.2 DC-DC芯片手册的重要性强调DC-DC芯片手册在设计、调试和维护电源系统中的重要性，以及为用户提供准确信息的必要性。
2. 技术特点与规格详细介绍DC-DC芯片的技术特点和规格，使读者对该芯片有一个全面的了解。
2.1 输入与输出电压范围阐述DC-DC芯片所支持的输入和输出电压范围，以及在不同工作条件下的稳定性和性能。
2.2 效率与功率密度探讨DC-DC芯片的能效表现，包括效率的计算方法和功率密度的重要性。
2.3 转换拓扑与控制方式介绍不同DC-DC芯片的转换拓扑结构和控制方式，以及它们在实际应用中的优劣和适用场景。
3. 电路连接与布局建议提供DC-DC芯片在电路中的连接方式和布局建议，以确保最佳性能和稳定性。
3.1 输入输出电容的选择详细讨论在设计中如何选择适当的输入和输出电容，以保障电源系统的稳定性。
3.2 输入输出滤波电感的应用阐述滤波电感在DC-DC芯片电路中的作用，以及如何选择和应用合适的滤波电感。
3.3 PCB布局与散热设计探讨PCB布局对DC-DC芯片性能的影响，以及良好的散热设计对延长芯片寿命的重要性。
4. 保护特性与故障诊断详细介绍DC-DC芯片的保护特性，以及在故障发生时的诊断方法。
4.1 过流与过压保护讨论DC-DC芯片在过流和过压情况下的保护机制，确保电源系统的安全稳定运行。
4.2 温度保护与限流功能阐述芯片的温度保护机制和限流功能，以应对在高温或过载情况下可能出现的问题。
5. DC-DC芯片手册的编写与更新探讨编写DC-DC芯片手册的步骤和要点，以及在新版本发布时如何进行更新。
BUCK型DCDC开关电源芯片的设计与实现
BUCK型DCDC开关电源芯片的设计与实现一、Buck型DC-DC开关电源的原理Buck型DC-DC开关电源采用PWM（脉宽调制）技术实现降压功率转换。
其基本原理是通过开关管（MOSFET）的开关控制，使电源源电压经过电感产生瞬间高压脉冲，然后经过二极管和电容进行滤波，从而得到较低的输出电压。
1.选取合适的芯片2.电路设计在电路设计中，需要考虑以下关键元件：（1）开关管（MOSFET）：选择合适的MOSFET型号，使其能够承受输入电压和输出电流，并具有低导通压降和低开关损耗。
（2）电感：选择合适的电感器件，使其具有足够的电感值，以满足电路的输出电流要求，同时要考虑其饱和电流和电流纹波等参数。
（3）二极管：选用具有较高效率和低电压降的二极管，以减小功率损耗。
（4）滤波电容：选择适当的电容容值和工作电压，以保证输出电压的稳定性和滤波效果。
3.控制电路设计（1）比较器：用于比较输出电压反馈和参考电压，生成PWM信号。
（2）误差放大器：通过调节反馈电压和参考电压之间的差值，实现输出电压的稳定控制。
（3）反馈电路：将输出电压反馈给误差放大器，使其可以实时调节PWM信号。
4.输出过压保护与过流保护为了确保开关电源在异常工作条件下能够保持安全可靠的操作，需要添加过压保护和过流保护电路。
过压保护电路通常通过监测输出电压，当输出电压超过设定阈值时，立即切断开关管的导通。
过流保护电路通过监测输出电流，当输出电流超过设定阈值时，同样会切断开关管的导通。
5.PCB布局与散热设计在设计过程中，需要合理布局电路元件，以减小元件之间的相互干扰，并降低热量产生。
合理进行散热设计，确保开关管和散热器的有效散热，以保证开关电源的稳定工作。
三、BUCK型DC-DC开关电源的测试与调试完成电路设计后，需要进行测试和调试来验证设计的正确性和可靠性。
主要包括以下测试：（1）输入电压测试：测试开关电源在不同输入电压下的输出电压和效率。
（2）输出电压稳定性测试：测试开关电源在稳定工作状态下，输出电压随负载变化的情况。
DCDC电源芯片内部结构全解
DCDC电源芯片内部结构全解DC/DC电源芯片是一种将电源输入电压转换为所需输出电压的器件，常用于各种电子设备中。
它内部结构复杂，包括输入滤波电容、整流电路、开关电路、控制芯片等多个模块。
下面将从这些模块的功能和结构逐一解析DC/DC电源芯片的内部结构。
1.输入滤波电容：DC/DC电源芯片通常会在输入端接入滤波电容，用于滤除输入端的高频噪声和纹波。
这样可以保证输入电源的稳定性和提高整个系统的抗干扰能力。
2.整流电路：在DC/DC电源芯片内部，输入端的电压需要经过整流电路转换为直流电压。
整流电路通常由二极管桥或者MOS管组成，用于将输入的交流电压转换为直流电压。
3.输入滤波电感：在整流后，输入端的直流电压会带有一定的纹波。
为了进一步减小输入端的纹波，通常在芯片内部添加输入滤波电感。
输入滤波电感一般为一个线圈，具有高频电流衰减的特性。
4. 开关电路：DC/DC电源芯片内部会包含一个开关电路，用于将输入端的直流电压转换为所需的输出电压。
开关电路通常由MOS管组成，通过开关动作来控制输入电压的频率和占空比。
常见的开关电路包括降压型（Buck）和升压型（Boost）等，用于实现不同的电压转换。
5.控制芯片：DC/DC电源芯片内部的控制芯片用于对开关电路进行控制和调节。
控制芯片通常具有高精度的反馈电路，能够实时监测输出电压，并通过控制开关电路的频率和占空比来调节输出电压的稳定性和精度。
6.输出滤波电感和电容：在输出端，为了滤除输出电压的纹波和噪声，DC/DC电源芯片内部通常会添加输出滤波电感和电容。
输出滤波电感和电容主要起到平滑输出电压的作用，提供稳定的电源给外部负载。
7.保护电路：为了保护电源芯片和外部负载免受过电流、过压、过温等异常情况的影响，DC/DC电源芯片内部通常会包含一些保护电路。
例如过流保护、过压保护、过温保护等。
这些保护电路能够在异常情况下及时切断电源输出，并发出相应的警报信号。
总之，DC/DC电源芯片内部结构由输入滤波电容、整流电路、输入滤波电感、开关电路、控制芯片、输出滤波电感和电容以及保护电路等多个模块组成。
基于SG3525的DCDC开关电源设计
... 基于SG3525的DC/DC开关电源设计The Design of DC/DC Switching PowerSupply Based on SG3525... 毕业设计任务书题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、设计内容设计一个基于SG3525可调占空比的推挽式DC/DC开关电源，给出系统的电路设计方法以及主要单元电路的参数计算。
二、基本要求1. 系统工作原理及设计思路。
2. 设计开关电源主电路。
3. 选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路。
4. 主要元器件的选择。
5. 利用saber进行系统仿真。
三、主要技术指标输入电压为DC10—35V，输入额定电压为12V，输出为360V，额定功率为500W。
电路以SG3525为控制芯片，使电源工作性能稳定，电源效率高。
四、应收集的资料及参考文献[1] 邹怀虚. 电源应用技术[M]. 北京：科学出版社.1998[2] 刘胜利. 现代高频开关电源实用技术[M]. 北京：电子工业出版社，2001五、毕业设计进度计划第1—2周：收集资料，完成系统工作原理及设计思路开题报告。
第3周：设计开关电源主电路。
第4—6周：选择电源变压器，设计开关管的驱动控制电路及主要元器件的选择。
第7周：中期检查。
第8—11周：利用saber进行系统仿真。
第12—13周：论文审核定稿。
第14—15周：答辩。
...毕业设计开题报告题目基于SG3525的DC/DC开关电源设计一、研究背景21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。
开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。
从开关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。
功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。
反击式开关电源变压器DCDC设计
16.集肤深度
17.电流IDC,I,IAC,RAC,RDC
RAC=FR*RDC 线径/深度比 =FR
PAC=IAC*IAC*RAC
PDC=IDC*IDC*RDC
总铜线损耗：P铜=PAC+PDC
P芯可查表获得 P= P铜+P芯 P芯
N沟道MOS管
NMOS，Vgs大于一定值就会导通(低端驱动)。（PMOS，导通电阻大，贵，不适用） 500V,数A，体积小，小功率，数百k频率高。（双极性BJT功率管，IGBT，500V以上）
钳位保护电路
能将MOSFET关断时加在漏极上的尖峰电压限制在安全范围之内。
光电耦合器反馈电路
采集输出电压，通过单片机AD引脚将输出电压值反馈给单片机。
10.计算次级线圈匝数N2
U’o 为加了二极管导通电压的输出电压
U’o = Uo + U’D 11.次级电感L2
12.复位时间TR T＞D+TR T总周期，D占空比
13.每匝线圈平均长度LA 14.此磁芯总的窗口面积AE 为阴影面积的2倍 AE =（E-F）/2 线圈填充值为K,初级次级各占一半面积ACU，则 每匝初级线圈的面积ACU = AE*K/(2*N1)
⑤计算磁场强度H
⑥根据初始磁导率μ和磁场强度H，查阅磁芯手册获得磁导下降百分比（电感量 损失百分比）（不得低于80%的偏摆值），得到实际工作时的初级电感量L1。
这时，为了得到需要的电感量，可通过调节初级匝数达到目的。但是有时调 节匝数也打不到目的（增加匝数将增加B，进一步增加电感变化率），就要更 换小一点的μ（AL）磁芯试试。
输出电路
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DC-DC开关电源管理芯片的设计
引言
电源是一切电子设备的心脏部分，其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。
而开关电源更为如此，越来越受到人们的重视。
目前的计算机设备和各种高效便携式电子产品发展趋于小型化，其功耗都比较大，要求与之配套的电池供电系统体积更小、重量更轻、效率更高，必须采用高效率的DC/ DC开关稳压电源。
目前电力电子与电路的发展主要方向是模块化、集成化。
具有各种控制功能的专用芯片，近几年发展很迅速集成化、模块化使电源产品体积小、可靠性高，给应用带来极大方便。
从另一方面说在开关电源DC-DC变换器中，由于输入电压或输出端负载可能出现波动, 应保持平均直流输出电压应能够控制在所要求的幅值偏差范围内，需要复杂的控制技术，于是各种PWM空制结构的研究就成为研究的热点。
在这样的前提下，设计开发开关电源DC-DC控制芯片，无论是从经济，还是科学研究上都是是很有价值的。
1.开关电源控制电路原理分析
DC- DC变换器就是利用一个或多个开关器件的切换，把某一等级直流输入电压变换成
另一等级直流输出电压。
在给定直流输入电压下，通过调节电路开关器件的导通时间来控制平均输出电压控制方法之一就是采用某一固定频率进行开关切换，并通过调整导通区间
长度来控制平均输出电压，这种方法也称为脉宽调制［PWM法。
PWM从控制方式上可以分为两类，即电压型控制(voltage mode con trol )和电流型
控制(current modecontrol )。
电压型控制方式的基本原理就是通过误差放大器输出信号与一固定的锯齿波进行比较，产生控制用的PW信号。
从控制理论的角度来讲，电压型控制方式是一种单环控制系统。
电压控制型变换器是一个—阶系统，它有两个状态变量：输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流。
二阶系统是一个有条件稳定系统，只有对控制电路进行精心的设计和计算后，在满足一定的条件下，闭环系统方能稳定的工作。
图即为电压型控制的原理框图。
1
图1电压型控制的原理框图
电流型控制是指将误差放大器输出信号与采样到的电感峰值电流进行比较.从而对输出脉冲的占空比进行控制，使输出的电感峰值电流随误差电压变化而变化。
电流控制型是
一个一阶系统，而一阶系统是无条件的稳定系统。
是在传统的PW电压控制的基础上，增
加电流负反馈环节，使其成为一个双环控制系统，让电感电流不在是一个独立的变量，从
而使开关变换器的二阶模型变成了一个一阶系统。
信号。
从图2中可以看出，与单一闭环
的电压控制模式相比，电流模式控制是双闭环控制系统，外环由输出电压反馈电路形成，内环由互感器采样输出电感电流形成。
在该双环控制中，由电压外环控制电流内环，即内环电流在每一开关周期内上升，直至达到电压外环设定的误差电压阂值。
电流内环是瞬时快速进行逐个脉冲比较工作的，并且监测输出电感电流的动态变化，电压外环只负责控制输出电压。
因此电流型控制模式具有比起电压型控制模式大得多的带宽。
图2电流型控制原理框图
电流型控制模式有不少优点：线性调整率（电压调整率）非常好；整个反馈电路变成了一阶电路，由于反馈信号电路与电压型相比，减少了一阶，因此误差放大器的控制环补偿网络得以简化，稳定度得以提高并且改善了频响，具有更大的增益带宽乘积；具有瞬时峰值电流限流功能；简化了反馈控制补偿网络、负载限流、磁通平衡等电路的设计，减少了元器件的数量和成本，这对提高开关电源的功率密度，实现小型化，模块化具有重要的意义。
当然了也有缺点，例如占空比大于50%时系统可能出现不稳定性，可能会产生次谐波振荡；另外，在电路拓扑结构选择上也有局限，在升压型和降压一升压型电路中，由于储能电感不在输出端，存在峰值电流与平均电流的误差。
对噪声敏感，抗噪声性差等等。
对于这样的缺点现在已经有了解决的方案，斜波补偿是很必要的一种方法。
2.芯片内部模块的设计
本目的是设计一个基于PWM控制的boost升压式DC-DC t源转换芯片，该芯片实现基
于双环（电压环和电流环）一阶控制系统的电流模式PWM控制电路，在该集成模块内将包
括控制、驱动、保护、检测电路等。
最后在电路系统基本框架的基础上，结合电力电子技
术与微电子技术，采用采用BiCMOSt艺，具体针对DC-DC变换电路的实现进行研究。
系统方面的设计以及系统框图和各个功能模块的设计思想
图3系统模块原理框图
F面分别的介绍系统各个功能模块:
① 误差放大电路误差是用于调整变换器的高增益差分放大器。
放大器产生误差信号, 他被供
给PW比较器。
当输出电压样本与内部电压基准比较并放大差值时产生误差信号。
误差放大器的2号脚Vref就是基准电压产生的固定基准。
②PWM比较器当来自电流取样信号，当然是电感电流和振荡器产生的补偿谐波想加后的电流信号，超过误差信号时，PWM匕较器翻转，复位驱动锁存器断开电源开关，以此来控制开关管的开通与关断。
③ 振荡器模块振荡器电路提供一定频率的时钟信号，以设置变换器工作频率，以及用于斜率补偿的定时斜升波。
时钟波形为脉冲，而定时斜升波就是用于斜波补偿的，在电感取样端相加。
④ 驱动器锁存器锁存器包括RS触发器与相关逻辑，它通过接通和断开驱动电路来控制电源开关的状态。
来自锁存器的低输出电平把它断开。
正常工作方式下，在时钟脉冲期间触发器被置为高电平，当PWM匕较器输出变为高电平时锁存器复位。
⑤ 软启动电路模块当整个系统刚启动时，电感产生一个很大的冲击电流，软启动让系统开始时不能在全占空比下启动，使输出电压以受控的上升速率增加至额定稳压点。
设计思想是利用外接电容的充放电使得占空比慢慢提高，达到输出稳定的目的。
⑥ 电流采样电路提供斜率补偿电流灵敏电压给PWM匕较器。
⑦ 保护电路模块监视电源开关的电流，若该值超过额定峰值，则该电路作用，重新开始软启动周期。
3.设计中必须要考虑的几点细节问题
①关于斜波补偿
这是在上文提到过的电流控制型开关变换器中存在的根本性问题。
电流控制型就是将实际的电感电流和电压外环设定的电流值分别接到PWM比较器的两端进行比较，用来控制开关管。
下面分析斜波补偿的原因。
如下图分别是占空比大于50唏口小于50%勺尖峰电流控制的电感电流波形图。
图4斜坡补偿原理分析
其中Ve是电压放大器输出的电流设定值，△ I0是扰动电流，m1 m2分别是电感电流
的上升沿及下降沿斜率。
由图可知，当占空比小于50%寸扰动电流引起的电流误差△ II变小了，而占空比大于50%寸扰动电流引起的电流误差△ II变大了。
所以尖峰电流模式控制在占空比大于50%寸，经过一个周期会将扰动信号扩大，从而造成工作不稳定，这时需给删比较器加坡度补偿以稳定电路，加了坡度补偿，即使占空比小于50%电路性能也能得
到改善。
因此斜坡补偿能很好的增加电路稳定性，使电感电流平均值不随占空比变化，并减小峰值和平均值的误差，斜坡补偿还能抑制次谐波振荡和振铃电感电流。
这里就不再详细地说明，斜波补偿方面必须要确定补偿波形的斜率的精确大小，采用的方法就是建立系统模型，导出传递函数，计算出补偿斜率的值。
这是很关键的一步。
② 关于软启动问题
，容易产生浪涌电流，可能对电子系统产生损伤。
为DC/ DC开关电源在启动过程中
避免启动时输入电流过大，输出电压过冲，在设计中必须采用软启动电路，该方法的不足之处是，当输出电压的阈值未达到时，发生浪涌电流现象可能对电子系统造成损伤，而且在输出电压达到阈值之后，也可能因为偶然的过流使得电源多次重新启动。
因此应采用基于周期到周期的电流限制门限来限制上电时的浪涌电流，并防止电源多次重新启动。
女口
图5软启动电路
4.总结
本文对开关电源工作原理进行了详细的分析，对芯片内部模块进行了设计，最后采用
BiCMOS工艺对芯片进行实现。
，对芯片系统方面的设计又整体的把握，详细的论述了芯片设计的思想，这种方法对其他领域的芯片系统设计又很大帮助，因此有很大意义。