90、开关电源内部电路设计与电子设备虚拟维护系统研究

开关电源内部电路设计与电子设备虚拟维护系统研究

一、开关电源5V内部电源电路研究

1.1 研究背景与意义

随着便携式电子产品的发展，开关电源的应用日益广泛。然而，开关电源若无稳定的内部电源电路，便无法正常工作。传统的开关电源内部电源电路采用低压差稳压器电源设计方案，存在布局面积大、电路结构复杂等问题。为保证开关电源内部电路的稳定工作，设计了一种具有稳定输出的内部电源电路。

1.2 电路结构与工作原理

该内部电源电路分为预稳压电路和稳压电路两部分。预稳压电路将高输入电压降至MOS功率开关的耐压范围，稳压电路为模拟电路模块和数字电路模块供电，可稳定输出5V电压，且电路结构简单、布局面积小。

1.2.1 预稳压电路

• 电流计算 ：预稳压电路通过输入电源(V_{IN})产生电流(I_2)，公式为(I_2 = \frac{V_{GSMN3}}{R_2})，其中(V_{GSMN3})是MN3的栅源电压。电流(I_1)流经电阻(R_1)，计算公式为(I_1 = \frac{V_{IN} - V_{GSMN1} - V_{GSMND1} - V_{GSMN3}}{R_1})，其中(V_{IN})是输入电压，(V_{GSMN1})是MN1的栅源电压，(V_{GSMND1})是MND1的栅源电压。
• 电压计算 ：由于MPD1到MPD2的镜像电路，电流(I_2)流经齐纳二极管D1，D1的上电压(V_X)可由公式(V_X = V_{D1} + V_{GSMN4})得到，其中(V_{D1})是齐纳二极管D1的压降，(V_{GS