關注“電源先生”，解析開關電源

管理學大師史蒂芬·柯維在《高效能人士的7個習慣》這本書中給出的第二個習慣是“以終為始（BEGIN WITH THE END IN MIND）”，“所有事物都經過兩次的創造——先是在腦海里醞釀，其次才是實質的創造”。借用此理，應該說所有的產品設計，當然也包括電源電路設計，都需要從“設計需求”這個“終”開始。

如下圖所示，降壓型開關電源的設計流程或整體思路如下：

(1) 確定設計需求。

比如輸入電壓的范圍，輸出電壓值，輸出的紋波電壓大小，能夠提供的負載電流能力等。

(2) 配置開關頻率。

確定開關轉換器工作的開關頻率，計算配置電阻大小。對于固定開關頻率的開關轉換器，則無需配置。

(3) 選擇合適的電流紋波系數，計算各功率元件的電壓和電流應力。

在此確定電流紋波系數，是因為該參數會影響到輸出紋波電流的大小，進而影響功率電感參數的選擇，進而影響輸出紋波電壓的大小，進而影響輸出電容參數的選擇。

計算完成后，作為依據，進行開關管、功率電感和續流二極管等元件選型。

(4) 根據設計需求，配置功率電感。

(5) 根據設計需求，配置輸入和輸出電容。

根據設計需求中輸入紋波電壓的要求，通過計算得到輸入端所需的最小容值（如果設計中沒有輸入紋波電壓的要求，則可以不關心輸入端所需的最小容值）。

根據設計需求中的“負載動態響應”、“輸出電壓過沖”和“輸出端紋波電壓”三個要求，計算所需輸出電容的最小值。

根據紋波電壓和紋波電流計算輸出電容上所允許的等效串聯電阻(ESR)的最大值。

另外，還可計算輸出電容上的均方根電流，也是進行電容選型的依據之一。

(6) 電路輔助功能設計。比如軟啟動時間配置、欠壓保護功能配置，以及時序設計等。

(7) 配置輸出電壓。

(8) 計算誤差放大器的頻率補償網絡。

(9) 原理圖設計，PCB Layout，完成電路設計。

上圖所示，TPS54561DPRT規格書中的設計實例，與我們上述的設計流程是相似的。

這里值得注意的是，“配置輸出電壓”，需要放在功率元件選型完成、功能電路配置完成之后，特別是在“環路補償設計”之前，因為高邊反饋電阻參與環路，其值會影響環路參數。這點，將在后續環路補償設計內容中說明。

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