開關(guān)電源的工作原理 反激式轉(zhuǎn)換器和正激式轉(zhuǎn)換器講解

第第頁(yè)開關(guān)電源的工作原理反激式轉(zhuǎn)換器和正激式轉(zhuǎn)換器講解（電源）中的（開關(guān)穩(wěn)壓器）和（線性穩(wěn)壓器）執(zhí)行相同的任務(wù)，即從不受控制的輸入電壓產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓。但是，他們使用多種方法執(zhí)行此職責(zé)，每種方法都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

只有降低（降壓）輸入電壓，線性電源才能產(chǎn)生較低的輸出電壓。為此，BJT或（MOSFET）（晶體管）通常被迫在其線性區(qū)域內(nèi)工作。

后果有兩個(gè)：

1.輸出電壓和輸入電壓之間總是存在差異（VDROP）。

2.由于晶體管在線性區(qū)域中連續(xù)工作，穩(wěn)壓器消耗了相當(dāng)大的功率，由VDROP乘以I

LO（AD）給出，其中ILOAD是負(fù)載吸收的（電流）。

因此，線性穩(wěn)壓器的效率非常低，通常在35%和65%之間，輸出電壓和輸入電壓之間的差異越大（V

DROP

=

V

IN

–VOUT），效率就越低。以線性穩(wěn)壓器為例，VIN

=9V，V

OUT

=5

V，I負(fù)載

=150mA。

該穩(wěn)壓器應(yīng)能夠耗散600mW的功率（（V輸入

–

V輸出）×I負(fù)載），而可用輸出功率為750mW（V

輸出×I

負(fù)載）。因此，該調(diào)節(jié)器的效率約為55%。隨著輸出功率的增加，對(duì)高效散熱的需求也在增加，這可以通過(guò)散熱器獲得。然而，從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，高于幾瓦的線性穩(wěn)壓器不再方便，因此是低功耗應(yīng)用的理想解決方案。一類特殊的線性穩(wěn)壓器是低壓差穩(wěn)壓器（（LDO）），它集成了一個(gè)能夠包含VDROP（通常為幾百或幾十毫伏）值的特殊電路，從而提高了整體效率。線性穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)在于電路簡(jiǎn)單（需要很少的外部元件）、低成本和無(wú)開關(guān)噪聲（晶體管始終在線性區(qū)域工作）。

（開關(guān)電源）的（工作原理）是在截止?fàn)顟B(tài)（沒有電流，但開關(guān)上有高電壓）和飽和狀態(tài)（有高電流但開關(guān)上的電壓非常?。┲g快速切換晶體管。這樣獲得的脈沖電壓隨后可以通過(guò)變壓器增加或減少，并最終濾波以獲得直流輸出電壓。

開關(guān)電源可實(shí)現(xiàn)高效率值，通常在65%到95%之間。主要缺點(diǎn)在于設(shè)計(jì)復(fù)雜性和開關(guān)噪聲的存在，在幾種應(yīng)用中必須消除開關(guān)噪聲。開關(guān)電源由外部脈寬調(diào)制（PWM）（信號(hào)）控制，該信號(hào)確定“開關(guān)”晶體管的開關(guān)頻率和占空比。它們可以分為兩大類，根據(jù)輸出電壓施加到負(fù)載的方式而有所不同。

正激模式（轉(zhuǎn)換器）

正激式轉(zhuǎn)換器（可通過(guò)L-C輸出（濾波器）的存在來(lái)識(shí)別）使用變壓器來(lái)升高或降低輸入電壓，并為負(fù)載提供與交流電源電壓的（電氣）隔離。圖1顯示了正激轉(zhuǎn)換器的基本方案。當(dāng)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)（on）時(shí)，能量被傳遞到輸出。L-C濾波器產(chǎn)生輸出電壓VOUT，其值計(jì)算如下（D是PWM信號(hào)的占空比，而N

S和NP是變壓器各自繞組的匝數(shù)）：

V

輸出

=V輸入

×

D×（N

S

÷NP）

因此，通過(guò)改變占空比，可以修改輸出電壓值。

反激模式轉(zhuǎn)換器

即使它基于與正激轉(zhuǎn)換器相同的組件，反激式轉(zhuǎn)換器的工作方式也大不相同。反激式穩(wěn)壓器將輸入電壓轉(zhuǎn)換為具有較高或較低值以及正極性或負(fù)極性的