開關(guān)電源 降壓 升壓 變壓器

1、開關(guān)電源 降壓 升壓 變壓器第1頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三基本知識補(bǔ)充1.二極管（符號，伏安特性曲線）2.運(yùn)放的輸入輸出關(guān)系曲線3.比較器的功能4.N溝道MOSFET的特性第2頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三二極管 可以把二極管近似看作一個開關(guān)：當(dāng)其正極電壓大于負(fù)極電壓0.7V時，開關(guān)導(dǎo)通；其他情況，則視為斷開。第3頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三運(yùn)放運(yùn)放是一種把同相輸入端和方向輸入端之間壓差（圖Up-Un），放大10000倍以上的電壓放大器。 Vout=K*(Up-Un) K10000第4頁，共19頁，2022年，5月2

2、0日，9點(diǎn)9分，星期三N溝道MOSFET 如左圖，當(dāng)NMOSFET管G、S之間的壓降大于Vt時，D、S之間導(dǎo)通；反之，D、S之間關(guān)斷。它是一個G、S壓降大小，控制的開關(guān)第5頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三比較器 如圖1所示，比較器有兩個輸入端：同相輸入端(“+” 端) 及反相輸入端(“-”端)，有一個輸出端Vout(輸出電平信號)，另外有電源V+及地。同相端輸入電壓VA，反相端輸入電壓VB。如圖1(b)所示，在時間0t1時，VAVB， Vout輸出高電平；在t1t2，VBVA時Vout輸出低電平。第6頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三 開關(guān)電源最基本的

3、兩種電路：Buck降壓電路，Boost升壓電路。NS杯兩個題目都要用到Buck降壓電路，我們著重介紹Buck電路原理。第7頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三Buck型降壓電路1.當(dāng)開關(guān)S導(dǎo)通時2.當(dāng)開關(guān)S斷開時第8頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三 定義占空比D 為Ton/T，則輸入輸出電壓關(guān)系為Vout=Vin*D（能量守恒角度理解，濾波角度）第9頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三反饋的引入（板書）假設(shè)我們要做一個恒壓源，那么：1.當(dāng)輸入電壓擺動時，輸出電壓會變化，無法穩(wěn)定在一個固定的值。2.當(dāng)輸出的電流變化時，根據(jù)電壓源模型，可知

4、輸出電壓也會變化。為了穩(wěn)定輸出電壓，我們必須引入電壓反饋。第10頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三反饋的原理（板書）1.當(dāng)輸出電壓變高時2.當(dāng)輸出電壓變低時 第11頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三完整的Buck恒壓電路經(jīng)過反復(fù)的調(diào)整，最后輸出電壓穩(wěn)定在Vout=R2*Vref/（R2+R1）第12頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三講到這里，大家有沒有什么問題？第13頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三Buck恒流電路 輸出電流流過采樣電阻R1，產(chǎn)生壓降R1Io。這部分電壓作為反饋信號輸入反饋電路，整個電路就成了恒流

5、源。最后穩(wěn)定輸出的電流Io=Vref/R1。第14頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三Buck恒壓恒流源 因此，通過模擬開關(guān)讓誤差放大器同相端的輸入在電壓反饋信號和電流反饋信號之間切換，則可以在一個電路上分別實(shí)現(xiàn)恒壓恒流功能。第15頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三電感電容大小的確定電感近似計(jì)算公式： L=5(Vin-Vout)*Vout*T/(Vin*Iout) 其中Vin為輸入電壓，T為開關(guān)的周期，Iout為輸出額定電流，Vout輸出額定電壓電容近似計(jì)算公式： C=0.2*65*10負(fù)六次方*Iout/Vor 其中Vor為輸出紋波電壓，一般取50mv。第16頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三制作開關(guān)電源的注意事項(xiàng)1.選用低導(dǎo)通電阻的MOSFET管和驅(qū)動波形的快速上升下降是提高開關(guān)電源效率的關(guān)鍵。2.反饋回路盡量短，遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場區(qū)域（如電感，變壓器）可以防止電源震蕩自激。3.選取續(xù)流二極管和電感時，要注意所選器件的額定電流大于電源輸出電流。所選濾波電容的耐壓要大于輸出電壓，電容的正負(fù)管腳不要接反。第17頁，共19頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三Boost升壓電源1.MOSFET關(guān)斷時（能量角度為什么能升壓）2.MOSFET導(dǎo)通時第18頁，共19