开关电源学习(一) MP2315S简介
文章目录
- 前言
- 一、电容的作用
- 二、电感的作用
- 三、二极管的作用
- 四、电路的拓扑结构
- 五、同步和异步的区别
- 总结
前言
MP2315S 是一款内置功率 MOSFET 的高效率同步整流降压开关变换器。它是 MP2315 的下一代产品。它提供了非常紧凑的解决方案，在宽输入范围内可实现 3A 连续输出电流，具有极好的负载和线性调整率。MP2315S 在输出负载范围内采用同步整流模式工作以达到高效率。电流控制模式提供快速瞬态响应，并使环路更易稳定。全方位保护功能包括过流保护（OCP）、过压保护（OVP）和过温关断保护。MP2315S 最大限度地减少了现有标准外部元器件的使用，采用 TSOT23-8 封装。
产品特性和优势
宽工作输入电压范围：4.5V 至 24V
3A 负载电流
110mΩ/55mΩ 低导通阻抗内部功率 MOSFET
低静态电流
高效同步工作模式
500kHz 固定开关频率
AAM 节电模式
内部软启动
输出过压保护（OVP）
过流保护（OCP）自动恢复功能
过温关断保护
输出电压可调节低至 0.8V
采用 TSOT23-8 封装
一、电容的作用
我们经常看到开关电源芯片或多或少都如上图所示，但可以确定的是，一定会有输入电容，输出电容，电感的身影，我们学习这个电路，首先要搞明白电路中的元器件作用是什么，这样我们才能更好地掌握这个电路，那么我们今天就来学习一下开关电源的原理，搞明白开关电源的原理，电路才算入门。
首先，比如我们12V转5V，我们理想的波形是一条平直的直线，但是我们实际的波形，通过开关管的开通与关断，肯定是一上一下的，但是他们是等效的，因为他们的面积是相等的，等效的意思是我实际的波形可以不断逼近或者想办法变成我的理想的电压波形。
我们很容易想到电容的滤波作用，但是波形并不理想，并且电路中的电流还会有一个明显的尖峰，原因是电容两端的电压不能突变，根据电容两端的电流公式I=C*du/dt，电容两端的电压发生突变，dt就相当于无穷小，那么电路就会变得无穷大。所以我们很自然得想到了要限制电流的大小。
二、电感的作用
那么如果我们在这里串入一个电阻来限制电流，确实是达到了相应效果
但是电阻消耗的能量很大，所以不现实
什么元件可以限制电流的大小又不消耗能量？电感
加入电感后，由于电感上面的电流不能突变，所以电感要有放电的回路
三、二极管的作用
这样当mos管导通时，就直接到地了，所以我们要加入具有单向导电性的二极管
四、电路的拓扑结构
那么我们最后就得到了我们电路的拓扑结构
Ua是一个周期性的方波，Ub经过电感和电容的滤波，变成一个5V的直流输出，当然现实中这个直流电压是有一定的波动的，也就是所谓的纹波
我们再来看一下电感的波形，流过电感的电流是一个三角波，把这个三角波一分为二，一个直流分量，一个交流分量，这个直流分量就是流过负载的电流，这个交流分量就是流过电容的电流，电容上的电流为什么有正有负，原因就是，电容充电时，电流为正，电容放电时，电流为负。
五、同步和异步的区别
同步和异步的区别是把二极管变成了开关管，使得效率更高了，原因是，电流较大时，二极管消耗的能量也是比较大的。因为就算你二极管导通电压为0.4V，当电流1A时，功率还是达到了0.4W，还是很大的、
总结
主要介绍了同步和异步的电路的拓扑结构，以及电容电感。二极管等元件在其中的作用，至于说这些 元器件的参数怎么选，如何计算，电容容值对输出电压的影响，电感是越大越好还是越小越好，电源的芯片如何选择，这些在下期我们继续讲解。
参考视频：开关电源原理
参考博文：MP2315高频同步整流降压x芯片电路原理图
常用芯片数据手册——MP2315S/3A、24V、500kHz、高效率同步降压变换器（MPS）