集成開關(guān)電源

集成開關(guān)電源第1頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四12.6開關(guān)穩(wěn)壓電路12.6.2并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路12.6.1開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路12.6.3開關(guān)集成穩(wěn)壓器第2頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四輸入直流電壓VI通常是整流濾波電路的輸出電壓；調(diào)整管T（可以是場效應(yīng)管）與負(fù)載RL串聯(lián)，基極脈沖電壓vB驅(qū)動(dòng)調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)；電感電容組成低通濾波器，開關(guān)二極管D用于保證電感電流連續(xù)，故亦稱為續(xù)流二極管。1．主電路的工作原理12.6.1開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路+vOTCDRL-+-VIiLvBkce+-vO1La當(dāng)基極電壓vB為高電平時(shí)，晶體管T飽和導(dǎo)通，二極管D截止。輸入電壓VI使電感和負(fù)載電流增加，電容充電。當(dāng)基極電壓vB為低電平時(shí)，晶體管T截止，電感產(chǎn)生的反電勢(shì)使二極管D導(dǎo)通，電感電流形成回路。電感釋放磁場能量，電流逐漸減小。第3頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四OOtttvBvO1VI-VDO圖(b)開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作波形TonTiLOtVOvODLCRＬ+-+-vOVIiLakce+-vO1(a)T飽和導(dǎo)通DLCRL+-+-vOVIiLakce+-vO1圖(a)工作等效電路(b)T截止電路的工作波形如圖：1．主電路的工作原理12.6.1開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路第4頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四輸出電壓的調(diào)節(jié)方式稱為開關(guān)穩(wěn)壓電路的控制方式。輸出電壓的調(diào)節(jié)有3種控制方式：

1）開關(guān)周期T不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間Ton，這種方式稱為脈沖寬度調(diào)制（PulseWideModulation，PWM）；

2）開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間Ton不變，調(diào)節(jié)開關(guān)周期T，這種方式稱為脈沖頻率調(diào)制（PulseFrenquencyModulation，PFM）；

3）既調(diào)節(jié)開關(guān)周期T，又調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間Ton，這種方式稱為混合調(diào)制。2．控制方式12.6.1開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路第5頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四+TDLCRＬ+-+-vOVIiLakce+-vO1圖12.6.5開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路基準(zhǔn)電壓三角波發(fā)生器+A2A1VPVREFVFvSvBPWM電路R１R２OOtttvBvSvOOVPvtvO1VI-VDO(b)T截止圖12.6.4開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路TonT（a）(b)(c)(d)VO3．PWM開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路12.6.1開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路控制電路的作用是采用適當(dāng)?shù)恼{(diào)制方式，產(chǎn)生調(diào)整管的開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。為此，開關(guān)穩(wěn)壓電路形成負(fù)反饋系統(tǒng)。第6頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四3．PWM開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路VO↓維持輸出直流恒定。當(dāng)任何因素引起輸出直流電壓變化時(shí)，負(fù)反饋將自動(dòng)調(diào)整導(dǎo)通時(shí)間Ton，維持輸出直流電壓恒定。例如，負(fù)載電流減小引起輸出電壓增大，將啟動(dòng)下述自動(dòng)調(diào)節(jié)過程：12.6.1開關(guān)串聯(lián)穩(wěn)壓電路

PWM控制電路由取樣電路、基準(zhǔn)電壓電路、比較放大電路（A1）、三角波發(fā)生電路和電壓比較器（A2）組成。第7頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四主電路由電感、并聯(lián)調(diào)整管、續(xù)流二極管、電容和負(fù)載組成。12.6.2并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路1．PWM并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路TDLCRＬ+-+-vOVIiLakcevB

PWM

電路+-vL當(dāng)基極電壓vB為低電平時(shí)，晶體管T截止，電感電流減??；電感產(chǎn)生的反電勢(shì)和輸入電壓VI使二極管D導(dǎo)通，向電容和負(fù)載提供電流，電感釋放磁場能量。

當(dāng)基極電壓vB為高電平時(shí)，晶體管T飽和導(dǎo)通，二極管D截止，電容向負(fù)載放電。輸入電壓VI使電感電流增加，補(bǔ)充磁場能。第8頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四OttvBiLOtvLVIVI-VOOTDLCRＬ-+-vOVIiLakce+TDLCRＬ-+-vOVIiLakce+vLvL(a)T飽和導(dǎo)通(b)T截止圖12.6.7圖12.6.6主電路工作等效電路圖12.6.8開關(guān)并聯(lián)穩(wěn)壓電路的波形TonT++電感電流的增加量為：電感電流的減少量為1．PWM并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，電感補(bǔ)充的能量和釋放的能量相等，即電感電流的增加量和減少量的絕對(duì)值相等。所以，輸出電壓：第9頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四在升壓式開關(guān)穩(wěn)壓電路中，將電感用高頻脈沖變壓器替換，并將續(xù)流二極管、電容和負(fù)載連接在變壓器的付邊，可構(gòu)成具有脈沖變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電路。注意：變壓器的同名端使原、付邊電壓的相位相反，故稱為反激式開關(guān)穩(wěn)壓電路。2．反激式開關(guān)穩(wěn)壓電路12.6.2并聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路TDL1CRＬ+-+-vOVIiL2akce圖12.6.9反激式開關(guān)穩(wěn)壓電路vB

PWM

電路+-vL1L2**+-vL2iL1OttvBOtOTonTiL2iL1(b)T截止圖12.6.10反激式開關(guān)穩(wěn)壓電路的波形第10頁，共11頁，2023年，2月20日，星期四設(shè)變壓器原邊和付邊的等效電感分別是L1和L2?？芍?，原邊電感電流的增加量為：

電感電流的減少量為：在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，變壓器補(bǔ)充的能量和釋放的能量相等，即原邊電感電流的增加量和付邊電感電流的減少量的絕對(duì)值相等。所以電感與線圈匝數(shù)的平方成正比，調(diào)整原邊匝數(shù)N1或付邊匝數(shù)N2，可調(diào)節(jié)輸出電壓。

2．反激式開關(guān)穩(wěn)壓電路12.