对于DC-DC开关电源,在设计阶段需要进行一些电源常规测试,确保电源系统的稳定性和性能可以满足要求,本文主要从原理上分析静态纹波和动态响应时产生的过冲/下冲,并提供一些改善方法。
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DC-DC
-开关电源基本原理-
首先,对DC-DC开关电源的原理进行简单的分析,以buck电路为例:
如下为buck电路的基本框图,由功率转换,采样反馈,逻辑驱动这几个主要部分组成。

产生纹波的主要是功率转换部分,将功率转换部分电路简化为如下模型:

Buck电路工作可以分为两个阶段:
1、上管(Q1)导通,下管(Q2)关闭,电流从输入端流经电感,到输出端;输入电压加在电感和输出两端,电感电压为

电流线性上升,电感储存能量;
2、上管(Q1)关闭,下管(Q2)导通,电流从下管续流,经过电感后到输出端,电感电压为

电流线性下降,电感释放能量。稳态下满足伏秒平衡,即:

文章详细分析了DC-DC开关电源中的静态纹波和动态负载过冲/下冲现象,提出了通过调整电感值、开关频率和输出电容等方法来改善这些问题。增大电感值能降低静态纹波,但会加剧动态响应的过冲/下冲,反之亦然。采用低ESR电容和混合电容配置,以及优化控制器响应速度,都是有效的优化策略。
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