开关电源的丈量

1 开关电源简述

开关电源（Switching Mode Power Supply，常常简化为SMPS），是一种高频电能转化设备。其功用是将电压透过不同方法的架构转化为用户端所需求的电压或电流。

开关电源的拓扑指开关电源电路的构成方法。一般是依据输出地线与输入地线有无电气阻隔，分为阻隔及非阻隔改换器。非阻隔即输入端与输出端相通，没有阻隔办法，常见的DC/DC改换器大多是这种类型。所谓阻隔是指输入端与输出端在电路上不是直接联通的，运用阻隔变压器经过电磁改换方法进行能量传递，输入端和输出端之间是彻底电气阻隔的。

关于开关改换器来说，只要三种根本拓扑方法，即：

• Buck（降压）
• Boost（升压）
• Buck-Boost（升降压）

三种根本拓扑方法，是电感的衔接方法决议。若电感放置于输出端，则为Buck拓扑；电感放置于输入端，则是Boost拓扑。当电感衔接到地时，便是Buck-Boost拓扑。

2 简单引发体系失效的要害参数测验

以下的测验项目除了是指在静态负载的状况下测验的成果，只要噪声(noise)测验需求用到动态负载。

2.1Phase点的jitter

图一

关于典型的PWM开关电源，假如phase点jitter太大，一般体系会不稳定（和后边说到的相位裕量相关），关于200~500K的PWM开关电源，典型的jitter值应该在1ns以下。

2.2Phase点的陷落

有时分工程师丈量到下面的波形，这是典型的电感饱满的现象。关于经历不行丰厚的工程师，往往会疏忽掉。电感饱满会让电感值急剧下降，类似于短路了，这样会形成电流的急剧添加，MOS管往往会由于温度的急剧添加而焚毁。这时需求替换饱满电流更大的电感。

图二

2.3Shoot through测验

测验的意图是看上MOS管导通时，有没有一起把下管翻开，然后导致电源直接导通到地而引起短路。如图三所示蓝色曲线（Vgs_Lmos）便是下管在上管导通的一起，被带了起来，假如蓝色曲线的被带起来的尖峰超过了MOS管的Vth要求，一起持续时间（Duration）也超过了datasheet要求，然后就会有一起导通的危险。当然，这是我们最常见到的状况。

图三

下面这种状况有十分多的人会忽视，乃至是一些比较有经历的电源测验工程师。下面组图四是下管翻开，上管封闭时分的波形（图4-1是示意图，图4-2示实践测验图）。尽管没有被一起带起的状况，可是请注意上下管有穿插的现象，并且穿插点的电平远高于MOS管规则的Vth值，这是个严峻的shoot through现象。最直接的结果便是MOS管焚毁！