關注“電源先生”，解析開關電源

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/ 引言 /

你設計BUCK電路首先配置輸出電壓嗎？這可能不太妥當。參考[ 從0到1設計BUCK(1) | BUCK設計流程，從需求定義到PCB布局的九大核心步驟 ]，我們可以將BUCK電路設計流程總結如下：

功率級電路設計 – 輔助電路設計 - （配置輸出電壓） - 環路設計。

常見誤區：“配置輸出電壓”作為BUCK電路設計起點。

正確邏輯：“配置輸出電壓”應該作為“環路設計”的起點。

02

/ 反饋電阻配置原理 /

核心公式

圖 5.6所示，實際電路設計中，輸出電壓的大小由以下公式計算

其中，V_REF 是開關電源芯片內部誤差放大器的參考電壓（有時表示為 V_FB ；不同的電源芯片，基準參考電壓 V_REF 會有所不同，通常在0.6-1.2V之間），R_(FB,HS) 是高邊反饋電阻（High-side Feedback Resistance），R_(FB,LS) 是低邊反饋電阻（Low-side Feedback Resistance）。

圖 5.6 輸出電壓設置

推導公式

實際電路設計中，V_REF 是電源芯片給出的已知參數，V_OUT 是在“設計需求”中的已知參數，那么在高邊反饋電阻 R_(FB,HS) 確定的情況下，基于公式(5.1)解得低邊反饋電阻 R_(FB,LS) 取值計算公式如下所示：

在低邊反饋電阻 R_(FB,LS) 確定的情況下，基于公式(5.1)解得高邊反饋電阻 R_(FB,HS) 取值計算公式如下所示：

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/ 配置步驟解析 /

(1) 輸入參數準備

必選參數：目標Vout、芯片Vref值

可選策略：

固定R_LS（推薦先選常用值如10kΩ）

固定R_HS（當需要特定阻抗特性時）

(2) 精度調整技巧

誤差處理：

標準阻值選擇策略

交叉調整法（同步微調R_HS/R_LS）

驗證公式：Vout_實際 = Vref × (1 + R_HS_實際/R_LS_實際)

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/ 配置實例解析 /

圖 5.7 TPS54561DPRT參考電路原理圖

圖 5.7所示，是TPS54561DPRT參考電路原理圖?；谏鲜鲇嬎惴椒?，在高邊反饋電阻R5 = 53.6kΩ 的情況下，使用公式(5.2)計算低邊反饋電阻R6的阻值為

在低邊反饋電阻R6 = 10.2kΩ 的情況下，使用公式(5.3)計算高邊反饋電阻R5的阻值為

這就是通常進行降壓電路反饋電阻取值的方法。這時的輸出電壓目標值是 0.8V * ( 53.6/10.2 + 1 ) = 5.000V 。

分場景計算：

• 場景1：固定R6=10kΩ → 計算R5=52.5kΩ → 實際Vout=4.984V

• 場景2：提升R5至52.3kΩ → Vout=5.088V

• 場景3：同步調整R6=10.2kΩ → Vout=5.000V

誤差分析表：

初始計算：實際取值時，我們可以先固定低邊反饋電阻，比如這里取值 R6 = 10kΩ 時，計算得到高邊反饋電阻為 R5 = 10kΩ*( 5.0/0.8 – 1 )=52.5 kΩ ，然后取標準阻值 52.3 kΩ ，這時輸出電壓目標值是 0.8V * ( 52.3/10 + 1 ) = 4.984V 。

單電阻調整：目標值4.984V比5.0V低了，所以可以將高邊反饋電阻R5阻值從52.3 kΩ提升到53.6 kΩ ，這時輸出電壓目標值是 0.8V * ( 53.6/10 + 1 ) = 5.088V ，又比5.0V高了88mV。

雙電阻調整：如果能接受5.088V也可以。如果不能接受，那就再將低邊反饋電阻R6阻值從10kΩ提升到10.2kΩ，這就是圖 5.7中所示。

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/ 小結 /

正確的設計順序：功率級電路設計、輔助電路設計，（先配置輸出電壓）再進行環路設計。

反饋電阻阻值反復調整的必要性：一次計算結果未必能滿足輸出電壓目標值要求，可以反復調整幾次高邊和低邊阻值組合。