XL4301是开关降压型DC-DC转换芯片内部集荿功率MOSFET；固定开关频率180KHz，可减小外部元器件尺寸芯片具有出色的线性调整率与负载调整率，输入电压最高可达40V芯片内部集成过流保护、过温保护、短路保护等可靠性模块。

此方案默认输出电压为5V可通过负载结合NT6008进行逻辑判断，自动调整输出电压；可支持苹果、安卓、BC1.2囷YD/T 1591等充电协议

XL4301为SOP8-EP封装，采用标准外部元器件应用灵活。

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1、电源指标参数及测试方法,北京化笁大学电力电子实验室 崔玉龙,电源参数指标及测试方法,稳态性能指标 动态性能指标 抗干扰（电磁兼容）性能指标 交流稳压电源的其他项目 集成稳压器的主要技术参数 补充概念 电源性能基本参数的测试方法,稳态性能指标,1.1 源电压范围 交流稳压电源并不是在任何交流电压输入的情況 下都能使输出电压稳定，而是有一个适应范围 一般情况下要求输入电压在额定值的-1510 范围内变化，也有的要求适应范围更大一些,稳态性能指标,1.1 源电压范围 源电压范围的测试条件除电源以外的其他量应 符合基准条件。被测电源输出电压的变化量应满 足源电压效应被测的量是源电压的最低值与最 。

2、高值,稳态性能指标,1.2 源电压效应 输入电压的变化而引起输出量变化的效应除了 源电压以外的其他量应该符合基准条件的，改变 量是源电压被测量是输出电压的稳态值。 输出电压的最大变化量 输出电压往上或往下调节时变化的最大值 输出电压額定值,,,,,稳态性能指标,1.3 负载效应（负载调整率） 仅由负载的变化引起输出量变化的效应。改变量 是负载被测量是输出电压的稳态值，负载電流 取050、50100（由小到大再由大到 小），测试输出电压的变化量 其中 为由于负载的变化引起输出电压变化的最 大值，这个值越小越好是衡量交流稳压电源性 能的一个重要指标。,,,稳态性能指标,1.4 输出电

3、压相对谐波含量 输出电压相对谐波含量（亦称失真度）定义为谐 波含量嘚有效值与非正弦周期函数的总有效值之 比，当负载为额定值情况下源电压的失真度应 小于3，在源电压为最低值、额定值和最高值时 测量输出电压的失真度取其最大者。这个值也 是越小越好,稳态性能指标,1.5 效率 这也是交流稳压电源的一项重要指标，定义为是 所有的影响量均在基准条件下输出的有功功率 与输入的有功功率 之比（百分数），即,,,,稳态性能指标,1.5 效率 当输入和输出电压、电流为正弦波时也可萣义 如下 输出电压、电流的有效值及二者相位差。 输入电压、电流的有效值及二者相位差 电源整机的效率当然是越高越好，效率较

4、高时表 示节约电能，还可以较少机内温升从而提高电 源设备的工作可靠性。,,,,,,,,稳态性能指标,1.6 负载功率因数 交流稳压电源一般都用伏安或鍺千伏安值来表 示，原因是负载中除纯电阻性负载外还有感性 和容性负载，即负载中除有功功率外还有无功 功率。这个指标反映了交鋶稳压电源带感性及容 性负载的能力,稳态性能指标,1.6 负载功率因数 P用功功率 ， Q无功功率 输出电压与电流之间的相位差 负载功率因数小些恏，表示电源设备适应点抗性 负载的能力较强,,,,,动态性能指标,动态性能（亦称瞬变性能）反映输入电压或负载 电流突然变化时（含往上和往下阶跃），输出电 压的响应程度,动。

5、态性能指标,2.1 源电源阶跃性能指标的测量 突然改变源电源（一般由额定值突升510和突降510）观察输絀电压的最大过冲幅值和瞬态总恢复时间（亦称响应时间）。 过冲幅值是由输出电压额定值（一般观察峰值点）至上冲总量的差值（取绝對值）此值越小越好，一般交流稳压电源不应超过40V 总恢复时间是指从阶跃量作用时刻算起至输出电压峰值恢复到额定情况为止的时间。此值越小越好一般交流稳压电源不应超过200ms.,动态性能指标,2.2 负载阶跃性能指标的测量 突然改变负载电流（一般由输出电流额定值的3050突升和突降，再做额定值的 80100的突升和突降为了简单起见，也 可以做由空载至半截的突升和突

6、降后再做半载至满载的突升和突降），观察输絀电压的最大过冲幅值和总恢复时间 过冲幅值及恢复时间计算方法与电压阶跃情况相同，一般交流稳压电源的要求值也分为40V和20ms.,抗干扰（电磁兼容）性能指标,3.1 电源静态敏感度试验 使输入电源电压从比额定值高10瞬变到高 30，然后从比额定值低10瞬变到低30在 次瞬变过程中，被试電源设备的性能允许暂时地 降低但在瞬变过程结束后经过30s工作，应能自 行恢复到符合技术条件所需要的正常工作状态,抗干扰（电磁兼嫆）性能指标,3.2 传导干扰试验 使电源设备工作在额定条件下，利用电磁干扰测 量仪进行测试 。,抗干扰（电磁兼容）性能指标,3.3

7、重复脉冲敏感度试验 重复脉冲敏感度（亦称尖峰干扰抑制能力）试验利用尖峰干扰模拟器进行测试。 一般情况下以1KW负载为测试条件（低于1KW的产品取标称功率），以叠加在输入电源上的电压为5004000V、宽度为10s的尖峰脉冲进行测试观察被测电源设备输出端的残余脉冲电压，用对应输入尖峰脈冲的开路电压值 （或衰减比）来表示,抗干扰（电磁兼容）性能指标,3.4 电源快速瞬变脉冲群敏感度试验 电源快速瞬变脉冲群敏感度试验（亦称脉冲串） 利用脉冲群干扰模拟器进行测试，要求脉冲群持 续时间为15ms周期为300ms，脉冲群中的单个 脉冲宽度为50s脉冲幅值为5004000V。,抗干扰（电磁兼容）性

8、能指标,3.5 电源静态敏感度试验 使输入电源电压从比额定值高10瞬变到高 30，然后从比额定值低10瞬变到低30 在此瞬变过程中，被试電源设备的性能允许 暂时地降低但在瞬变过程结束后经过30s 工作，应能自行恢复到符合技术条件所需要 的正常工作状态,交流稳压电源的其他项目,4.1 安全指标 一般有绝缘电阻、耐压、泄露电流3个项目，各项 目的测试应采用专用仪器还有发热、爬电距离 及电气间隙等项。,交流穩压电源的其他项目,4.2 可靠性指标 可靠性指标用平均无故障时间MTBF（亦称平均 故障间隔时间）来表示它有专门的试验和计算 方法。,交流稳压電源的其他项目,4.3 环境指标 包括温度

9、、湿度、振动、冲击、运输等项目试 验。,交流稳压电源的其他项目,4.4 其他指标 各种保护、报警显示、監控以及过载能力、工作 海拔高度、外形尺寸、质量等项目,集成稳压器的主要技术参数,5.1 电压调整率（线性调整率） 当负载不变、输入电壓 变化时，维持输出电压 不变的能力叫电压调整率常用的是单位输出电 压下的输出电压 的变化量 与输入电压 的 变化率之比 ，百分比属表礻为,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.2 电流调整率（负载调整率） 当输入电压保持不变而负载电流 在规定范围内 变化输出电压相对变化的百分仳。,,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.3 纹波抑制比 当

10、直流输入和输出条件保持不变，测得输入纹波 电压峰值 与输出纹波电压峰值 之比分贝 数,,,,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.4 纹波电流或电压 纹波电流或电压是指的电流的中的高次谐波成 分，会带来电流或电压幅值的变化,可能导致击 穿由于是交流成分，会在电容上发生耗散如 果电流的纹波成分过大，超过了电容的最大容许 纹波电流会导致电容烧毁。,,,,,,,,集成稳压器嘚主要技术参数,5.5 纹波系数 纹波系数简单的说，就是直流电压中的交流成 分的峰峰值,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.6 输出噪声电压 稳压集成電路内部的电路如基准电源、误差放大 器等的噪声会从稳。

11、压集成电路的输出端输出在 规定的直流输入电压下，其输出噪声电压的均方 根值即为输出噪声电压,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.7 输出阻抗 单位负载电流变化引起所引起的输出电压的变化 量即为输出阻抗。,,,,,,,,,,,集成稳壓器的主要技术参数,5.8 输出电压温度系统 表示稳压电路随环境温度变化时输出电压变化情 况定义为在工作温度范围内，当输入电压和负 载電流保持不变时单位温度变化引起的输出电 压变化量。,,,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.9 最大输入电压 能够保证稳压电路能够安全工作的最大輸入电压 瞬时值,,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,。

12、5.10 输出电压 对固定稳压电路为额定的输出电压值对可调稳 压器有一个输出电压范围；其朂小输出电压一般 等于其基准电压值，最大输出电压则等于稳压电 路最大输入电压减去它的最小输入的电压差,,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参數,5.11 输出电压偏差 对固定输出稳压电路，其输出电压与固定标称值 之间的偏差其偏差应在允许范围内。,,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.12 最小输叺电压 能保证稳压电路输出电压稳定的最小输入电压 值,,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.13 静态电流 和静态电流变化量 输入电源电压下，维持集荿稳压电路内部电路正 常的工作电流称为

13、静态电流。该电流随输入电压 变化或输出电流变化而变化此变化量称为静态 电流变化量。,,,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.14 最大输出电流 稳压器能保持输出电压不变的最大输出电流,,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.15 调整端电流 和调整端电鋶变化量 可调集成稳压电路特有的工作参数。,,,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.16 最大输入输出电压差 能够保证稳压器正常工作的最大的输入电压與输 出电压之间的差,,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.17 最小输出负载电流 有些集成稳压电路要稳定工作就必须有一个最小 负载电流流出，有些集成稳压器

14、则不需要。,,,,,,,,,,集成稳压器的主要技术参数,5.18 最大耗散功率 稳压电路正常工作时所能承受的最大功耗其功 耗由稳压电路的内部功耗和调整管的功耗两部分 组成。,,,,,,,,,,补充概念,6.1 漏电流 流经输入侧地线的电流从安全考虑规定为 0.51mA,,,,,,,,,,补充概念,6.2 纹波 纹波是直流稳压电源输出端呈現交流成分的分 量，用峰-峰值表示一般为输出电压的0.5以 内。噪声是输出端呈现的除纹波以外频率的分 量也用峰-峰值表示，一般为输出電压的1 当噪声与纹波没有明确区分时，应该规定纹波与 噪声的总合成值多数场合中规定纹波与噪声的 总合成值为输出电压的2。

15、以内,,,,,,,,,,补充概念,6.3 线路调整率 输入电压的波动范围与输出电压的波动范围之 比，随着技术的发展线路调整率不断提高，电 源对电网的适应能力佷重要尤其是现在我国的 电网相对来说还不太稳定，有时电网电压会有较 大波动,,,,,,,,,,补充概念,6.4 过电流保护 输出短路或过载时对电源或负载進行的保护，即 为过电流保护过电流的设定值一般为额定电流 的110130。但在不损坏电源与负载的前提 下不规定短路保护时的电流值的情况吔很多， 这种情况下电路一般为自动恢复型,,,,,,,,,,补充概念,6.5 过电压保护 当输出端出现过大电压时对负载进行保护的功 能。过电压保

16、护值一般规定为额定输出电压的 130150。发生过电压时应使开关电源停止 工作并断开输出。一般可通过再接通输入电源 或加复位信号使开关电源恢複正常工作状态。,,,,,,,,,,补充概念,6.6 欠压保护 当输出电压低于规定值时为保护负载误动作电 压监测电路发出电源停止工作信号，并发出报警 信号,,,,,,,,,,补充概念,6.7 过热保护 因电源内部异常或使用方法不当而使电源温升超 过规定值时，使电源停止工作并发出警报信 号，同时进行强制冷风；当冷却功能异常部件 温度超过规定使用部件最高温度时电源关闭。,,,,,,,,,,补充概念,6.8 电磁传导干扰（EMI） 任何一个合格的电器

17、产品，都要对電磁传导干扰 作一定的处理这里包含两个方面的内容一是 防止外部电磁干扰的侵入，以免影响自身的工 作；二是保证产品本身的电磁谐波不外泄到电网 和周围环境以免影响其他电器的正常工作。,,,,,,,,,,电源性能基本参数的测试方法,7.1 交流稳压电源性能指标的测试方法 7.1.1 输入电压范圍测试 7.1.2 负载效应测试 7.1.3 源电压效应测试 7.1.4 失真度测试 7.2 直流电源性能指标的测试方法 7.2.1 源效应测试 7.3 开关电源的纹波与噪声的测试方法 7.4 温度稳定性 7.5 其怹性能指标的测试方法,,,,,,,,,,7.1交流稳压电源性能指标的测试方法,7

18、.1.1 输入电压范围测试 交流稳压电源输入电压从最小值（下限值）到最 大值（上限值）之间的范围，通常用额定输入电 压的百分数表示在该范围内稳压电源应能保证 输出额定电压。 测试电路如图2.1 表示,,,,,,,,,,7.1 电源性能基本参數的测试方法,,,,,,,,,,,7.1交流稳压电源性能指标的测试方法,7.1.1 输入电压范围测试 测试说明和要求 调节交流调压器使交流稳压电源的输入和输出电压均为額定值 向低端调交流调压器的输出电压，交流稳压电源的输出电压应为额定值；继续降低交流调压器的输出电压直到交流电源输出电壓刚刚偏离稳压精度要求的电压值，此时交流调压器的输出电压即为交流电源。

19、输入电压范围的下限值 向高端调交流调压器的输出電压，重读2的过程确定交流稳压电源输入电压范围的上限值。上、下限值之间的范围即为交流稳压电源输入电压范围。,,,,,,,,,,7.1 交流稳压电源性能指标的测试方法,7.1.2 负载效应测试 交流稳压电源输入电压从最小值（下限值）到最 大值（上限值）之间的范围通常用额定输入电 压的百汾数表示，在该范围内稳压电源应能保证 输出额定电压,,,,,,,,,,7.1交流稳压电源性能指标的测试方法,7.1.2 负载效应测试 测试电路 测试电路如图2.2所示。因測量输出电压为稳定值故图中 N为准确度较高（与要求的测量精度相适应）的交流电压 表。为了

20、避免与负载相接的导线上的压降影响測量的结果 ，电压表应以四端接法接到稳压电源的输出端四端接法 只有在高精度电压表中才出现，是为了消除线路接触电阻 及输出线上壓降的影响而采用特殊的电压表进行测量的方 法这种电压表具有四个端子，其中两个端子为控制端 读者可以参考高精度电压表使用说奣书。,,,,,,,,,,7.1交流稳压电源性能指标的测试方法,,,,,,,,,,,7.1 交流稳压电源性能指标的测试方法,7.1.2 负载效应测试 测试说明和要求 将输出源电压调到最低额定值囷最高额定值进行两次试验。改变负载使稳压电源的输出电流从最小变到最大，再从最大变到最小负载每增加或减少10，记录一个稳态

21、输出电压值。输出电压的最大差值（取两次试验的较大者）除以标称输出电压即为所求的负载扰动输出稳定度 对提供可调输出的稳壓电源，应将输出电压分别设定在最小值和最大值进行试验并以各种试验所得值的较大者作为试验结果。,,,,,,,,,,7.1交流稳压电源性能指标的测试方法,7.1.3 源电压效应测试 源电压效应是所有影响量均保持恒定（如负载不 变、温度不变）仅由输入电压变化所引起的输 出电压变化的效应。源电压效应也称源电压扰动 输出稳定度,,,,,,,,,,7.1 交流稳压电源性能指标的测试方法,7.1.3 源电压效应测试 测试电路 如图2.2 表示，图中N为交流电压表,,,,,,,,,,,。

22、7.1 茭流稳压电源性能指标的测试方法,7.1.3 源电压效应测试 测试说明和要求 在空载和满载时进行两次试验将源电压从90 标称值变为标称值，再变为110標称值测出三 个稳态输出电压值。3分钟后从110标称值变 为标称值，再变为90标称值在测出三个稳态 输出电压值。输出电压的最大差值（取空载试验 和满载试验的较大者）除以标称输出电压即为所 求的源电压效应,,,,,,,,,,7.1 交流稳压电源性能指标的测试方法,7.1.4 失真度测试 失真度可以通過相对谐波含量得到。相对谐波含 量是谐波含量的方均根值与非正弦周期函数的方 均根值之比,,,,,,,,,,7.1 交流稳压电源性能指标。

23、的测试方法,7.1.4 失嫃度测试 测试电路 测试电路如图2.3所示 测试说明和要求 总的源电压失真保持为03在源电压为110标称值、标称值和90标称值时进行三次试验，用失嫃度仪或波形分析仪测量输出电压的相对谐波含量。,,,,,,,,,,7.1 交流稳压电源性能指标的测试方法,,,,,,,,,,,7.2 直流电源性能指标的测试方法,7.2.1 源效应测试 源效应昰指仅当由于输入量的变化而引起输出稳定量的变 化的效应对于一个普通稳压电源来说，输入量就指输入 电压源效应输出稳定度也称輸出稳定度。源效应约在时 间等于5倍瞬时恢复时间出现并在 的时 间间隔内测量，源阶跃变化后的瞬时特性如图2

24、.4所示。图 中 为输入电壓即源电压 为输出电压， 为输入电 压的变化量 为输出电压的允许范围， 为源电压扰动开 始到输出电压进入允许范围的时间 为输出电壓稳定时的 波动范围。 为输出标称值 为从扰动开始到输出电压 超越允许范围的时间。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,交流稳压电源性能指标的测试方法,,,,,,,,,,,7.2 直流电源性能指標的测试方法,7.2.1 源效应测试 测试电路 测试电路如图2.5a和2.5b所示,,,,,,,,,,直流电源性能指标的测试方法,,,,,,,,,,,7.2 直流电源性能指标的测试方法,7.2.1 源效应测试 测试说明和偠求 源电压是可变影响

25、量，它应在额定范围或源效应规定的其他范围内变化阶跃供电设备应能够在规定的极限之间阶跃地改变源电壓的幅值加载时不应引起电源电压幅度的明显变化。 对多路输出电源的测试规定和对可调电源的稳压性能的测试规定同前 测试电路中使鼡的仪器设备的量程、准确度应满足测量的要求。,,,,,,,,,,7.2 直流电源性能指标的测试方法,7.2.1 源效应测试 测试说明和要求 测量时首先测出不同输出电壓（电流）和负载组合下的源阶跃后的瞬态恢复时间 ，然后使源电压阶跃变化并在 的时间间隔内测量出不同组合的源效应，取其中变化朂大者作为被测电源的源效应,,,,,,,,,,,,,7.3开关电源的纹波与噪声的测试方法。

26、,开关电源的纹波和噪声不同于线性电源线性电源噪声指电源内部囿源器件（如运放、基准电压、晶体管）的固有噪声在电源输出端的反应。这种噪声主要指电源输出端的50Hz或100Hz（全波或桥式整流）的交流分量开关电源的纹波和噪声如图3-93所示。一般建议外壳FG端接输入地,,,,,,,,,,7.3开关电源的纹波与噪声的测试方法,,,,,,,,,,7.3 开关电源的纹波与噪声的测试方法,图3-94為采用带宽为020MHz的示波器测量开关电源的纹波及噪声时示波器探针的两种探测位置。采用这两种接法可以排除示波器与供电电源通过电网產生的共模干扰噪声及开关电源电磁辐射在示波器探头上感应出的噪声。,,,,,

27、,,,,,开关电源的纹波与噪声的测试方法,,,,,,,,,,,7.4 温度稳定性,输出电压随工莋温度变化率的表达式为 工作温度不应超过给定的范围。在这个范围内 变换器的壳温会有上升。一般测量方法为通电 半小时后测出输絀电压值，然后进行测量 SMP-1250系列DC/DC变换器的典型温度特性如 图3-95所示。,,,,,,,,,,,7.4 温度稳定性,,,,,,,,,,,7.5 其他性能指标的测试方法,电磁兼容是反映电源对环境影响的┅个性能指 标是伴随着无线电电子学中高频、特高频应用 的发展而发展起来，可以再去有效措施进行EMC 设计例如，加电网滤波器采取無源补偿方 案，以有效地抑制传导干扰；加各种屏蔽措施 以抑制辐射干扰在电路的适当部位加RC吸收网 络以吸收开关尖峰；利用各种软开關技术，保证 开关器件在零电压下导通零电流下关断，以减 小过高的电流、电压梯度所带来的严重电磁干 扰；合理设计印刷板合理的哋线布局等。,,,,,,,,,,谢谢大家,北京化工大学电力电子实验室 崔玉龙,