降压开关电源

1、江苏财经职业技术学院综合毕业实践说明书（论文）标题：基于 MC34063 的降压开关电源 系 别：电子工程系专 业：电气自动化学 号：0810503221姓 名： 沈启鹏 指导老师： 冯 辉 2011 年 1 月 8 日摘摘 要要本文首先介绍了开关电源的发展及其必要性，接着讲解了他的定原理、组成与电气特性。进而介绍了开关电源的设计方案。还介绍了 MC34063、IRF9530 和它们特性和结构，通过工作流程和相关参数的介绍，由电路图进行设计。最后通过调试，进一步对降压开关电源进行调整。关键词：开关电源、MC34063 、IRF9530Abstract this article first in

2、troduced switching power supplys development and the necessity, then explained him to decide the principle, the composition and the electrical specification. Then introduced switching power supplys design proposal. Also introduced MC34063, IRF9530 and their characteristic and the structure, through

3、the work flow and the related parameters introduction, carry on the design by the circuit diagram. Finally through the debugging, further makes the adjustment to the voltage dropping switching power supply. Key word: Switching power supply, MC34063, IRF9530目目录录摘摘 要要.IABSTRACTABSTRACT.II目目录录.III引言引言1

4、1 1 开关电源的概要开关电源的概要21.1C-DCC-DC 开关电源的概念开关电源的概念.3 1.2 DC-DCDC-DC 开关电源的组成和开关电源的组成和.51.3 电气特性电气特性.61.4 DC-DCDC-DC 的应用范围的应用范围.72 2方案选择方案选择.92.1 DC-DCDC-DC 的方案的方案.102.2 线性电源和开关电源的比线性电源和开关电源的比较较.113 3 MC34063MC34063 和和 IRF9530IRF9530 的特性介的特性介绍绍123.1 MC34063MC34063 的介绍的介绍.133.1.1 MC34063 集成电路的主要特性集成电路的主要特性.

5、143.1.2 MC34063 的基本结构和引脚功的基本结构和引脚功能能153.1.3 MC34063MC34063 的工作流程的工作流程.163.2 IRF9530IRF9530 的介绍的介绍.17 IRF9530IRF9530 的主要特性的主要特性.18电路图电路图19 4各部分模块和参数的计算各部分模块和参数的计算.21 4.1电路总体电路图电路总体电路图.22.224.2基本电路中各参数的计算基本电路中各参数的计算.23.234.34.3扩流电路的选择扩流电路的选择.24.245 5电路的调试以及结果电路的调试以及结果.25.255.15.1测试点的分布图测试点的分布图.26.265.

6、25.2测试环境测试环境.27.275.35.3测试结果分析测试结果分析28286 6提高效率和减小纹波的方法提高效率和减小纹波的方法2929 6.16.1提高效率的方法提高效率的方法336.26.2减小输出纹波的方法减小输出纹波的方法3131结束语结束语.26致致 谢谢.27参考文献参考文献.28附附录录.29 引言引言目前,集成 PWM 开关电源已在通讯、电子计算机等领域获得了广泛应用。为适应便携式电子产品对电源提出的性能要求,开关电源必须以高效率、高精度、小体积为主要方向发展。 采用平均电流控制的 PWM 开关电源具有比较高的控制精度,与其它采用电压、电流双闭环控制的开关电源一样,需要采

7、取措施保证系统的稳定性,并在稳定性和瞬态特性之间进行折中。本文从系统的重要传递函数分析入手,探讨如何设计一个能稳定工作,并保持瞬态响应足够快的基于平均电流控制的 PWM 降压开关电源系统。本设计应达到如下要求：1.熟悉降压开关电源的元件。熟悉降压开关电源的元件。2.了解了解 PWM 控制技术及原理。控制技术及原理。3.利用利用 PWM 控制技术进行结构设计。控制技术进行结构设计。4.完成设计及调试。完成设计及调试。1.1.开关电源的概要开关电源的概要1.11.1 DC-DCDC-DC 开关电源的概念开关电源的概念DC-DC 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳

8、定输出电压的一种电源，一般由脉冲宽度调制（PWM）控制 IC 和MOSFET 构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间。 开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义

9、。1.21.2 DC-DCDC-DC 开关电源的组成和工作原理开关电源的组成和工作原理 串联式开关型稳压电路的组成如图1所示。电路中包括开关调整管、滤波电路、脉冲调制电路、比较放大器、基准电压和采样电路。开关调整管滤波电路脉冲调制比较放大基准电压采样电路UiUo图1开关电源的组成部分当输入直流电压或负载电流发生波动而引起输出电压发生变化时，采样电路将输出电压变化量的一部分送到比较放大电路，与基准电压进行比较并将二者的差值放大后送至脉冲调制电路，使脉冲波形的占空比发生变化。此脉冲信号作为开关调整管的输入信号，使调整管导通和截止时间的比例也随之发生变化，从而使滤波以后输出电压的电平的平均值基本保持

10、不变。图2示出了一个本设计的 DC-DC 降压电路的原理示意图。电路的控制方式采用脉冲宽度调制方式（PWM） 。三极管 VT 为工作在开关状态的调整管。由电感 L和 C 组成滤波电路，二极管 VD 称为续流二极管。脉冲宽度调制电路由一个比较器 C 和一个产生三角波的振荡器组成。运算放大器 A 作为比较放大电路，基准电源产生一个基准电压 Uref，电阻 R1、R2组成采样电阻。图2脉冲宽度调制开关电源的电路示意图下面分析电路的工作原理。采样电路得到的电压 Uf 与基准电压进行比较并放大以后得到 Ua，传送到比较器的反相输入端。振荡器产生的三角波 Ut 则加在比较器的同相输入端。当时，比较器输出高

11、电平，即;当时，比较器输出低电平，。因此，调整管 VT 的基极电压 Ub 成为高、低电平交替的脉冲波形，如图3所示。 图3图2的电路波形图当 Ub 为高电平时，调整管饱和导电，因此其发射极电位为式中 U1为直流输入电压，Uces 为三极管的饱和压降。Ue 的极性为上正下负，则二极管 VD 被反向偏置，不能导通，故此时二极管不起作用。当 Ub 为低电平时，调整管截止，。但电感具有维持电压不变的特性，此时，在电感上产生的反电势使电流通过负载和二极管继续流通，因此，二极管 VD 称为续流二极管。此时调整管发射极的电位为式中 Ud 为二极管的正向导通电压。由图3可见，调整管处于开关工作状态，它的发射极

12、电位 Ue 也是高、低电平交替的脉冲波形。但是经过 LC 滤波电路以后，在负载上可以得到比较平滑的输出电压 Uo。在理想情况下，输出电压 Uo 是调整管发射极电压 Ue 的平均值。根据图3中 Ue 的波形可求得因为三极管饱和管压降 Uces 以及二极管的正向导通电压 Ud 的值均很小，与直流输入电压 Ui 相比通常可以忽略，则上式可近似表示为上式中之 D 为脉冲波形 Ue 的占空比。由上式可知，在一定的直流输入电压Ui 之下，占空比 D 的值越大，则开关型稳压电路的输出电压 Uo 愈高。 假设由于电网电压或负载电流的变化使输出电压 Uo 升高，则经过采样电阻以后得到的采样电压 Uf 也随之升高

13、，此电压与基准电压 Uref 比较以后再放大得到的电压 Ua 也将升高，Ua 送到比较器的反相输入端，由图3所示的波形可见，当 Ua 升高时，将使开关调整管基极电压 Ub 的波形中高电平的时间缩短，而低电平的时间加长，于是调整在一个周期中饱和导电的时间减少，截止的时间增加，则其发射极电压 Ue 脉冲波形的占空比减小，从而使输出电压的平均值Uo 减小，最终保持输出电压基本不变。1.31.3电气特性电气特性 输入特性规格额定输入电压范围输入电压范围是指输入到输入端的电压值范围，各个器件有不同的输入范围如 MC34063的输入范围为3 40V。输入电压范围还受实际由实际情况决定。 输入电流开关电源输

14、入电流的最大值发生于输入电压的下限和输出电压、电流的上限，因此，要标明该条件下的有效输入电流。额定输入电流是指输入电压和输出电压电流在额定条件时的电流。冲击电流冲击电流系指输入电压按规定时间间隔接通或断开时，输入电流达到稳定状态前所通过的瞬时最大电流（0-峰值），既（0-P）。开关电源输入接通和输出电压上升时有两种情况，它受输入开关电源容量等的限制，一般是20A 到30A峰值电流。效率系指在给定的输入电压范围内，输出额定的输出功率除以输入有效功率所得的数值。虽说因输出电压、电流和功率因数及开关方式而异，但一般在65%-90%左右，其变化也受输入和输出的可变条件影响，故也要注意设备的散热等情况，

15、一般按输入电流确定。（2） 输出特性的规格额定输出电压该额定输出电压系指出现于输出端子间的直流电压的标称值。对这种标称值要确定精度和纹波等。额定输出电流是一种可由输出端子供给负载的电流，取其最大平均值。稳压精度也叫输出电压精度或电压可变率，是在出现改变输出电压的因素时，输出电压的变动量或变动量除以额定输出电压的值。输出电压可变范围是指在保证稳压精度的条件下可从外部调节输出电压的范围，一般为5%10%左右。条件是在输入的下限和输出的最大值及输入的上限和输出的最小值，但也有采用为实行边缘校验所规定的数值作条件的。在多输出电源等情况下，要标明输出电压可按与控制稳定输出的输出大致相同的比率发生变化。输

16、出电流变动范围如按设备结构等确定负载电流，要尽可能详细地标出有关变化小的和电感负载等冲击电流大的脉冲负载等电流的变动范围指标。既要说明输出电流波形，也要标明峰值和时间的关系。平均输出电流小而峰值输出大的，有时会发生输出电流骤变时，使保护电路在设定条件下也想像不到的激励现象。开关电源的复位时间因变换频率和电流变动幅度等而异，一般规定为0.2ms0.5ms 左右。此外，作为输出条件，一定要标明所接负载电容器的容量。纹波噪声纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关转换频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的0.5%以下（特殊规定除外）。（3） 附属功能过流保护

17、是一种电源负载保护功能，以避免发生包括输出端子上的短路在内的过负载输出电流对电源和负载的损坏。过流保护有多种保护特性。一般恒流下降多为开关补偿特性。过流给定值一般是额定电流的110%130%，但如在电源和负载不受损坏的范围内，则多不加以特别规定，而只规定短路保护项，复位一般为自动复位型。过压保护是一种对输出端子间过大电压进行负载保护的功能。一般规定为输出电压的130%150%。输出电压的可变范围大时，要考虑加以规定，以不致发生上限以上的误动作等。发生过压情况时，要停止开关的振荡或切断输出，复位的方法有：采用通过输入再接通或通过复位信号等。输出欠压保护当输出电压在标准值以下时，检测输出电压下降或

18、为保护负载及防止误动作而停止电源工作并发出报警信号，多为输出电压的80%30%左右。保护时序的多输出电源的电路复杂，确定时要慎重考虑，避免产生误动作。过热保护在电源内部发生异常或因使用方法不当而使电源温升超标时停止电源的工作并发出报警信号。在冷却功能发生异常时，由风扇等进行强冷，使部件在最高使用温度以内工作。1.41.4 DC-DCDC-DC 的应用范围的应用范围由于 DC- DC 开关电源得高效率，所以经常使用在板载电源和汽车电子设备中，并广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED 照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热等领域。 2. 方案选择方案选

19、择本章是基于设计式样要求：输入 ： 1426V 4A 以下输出电压 ： 5V5%输出电流 ：最大2.0A波纹电压： 300mVp-p 以下效率 ： 75%以上(输出为1.5A 时)展开的。2.12.1 DC-DCDC-DC 的方案的方案 1.三端集成稳压器三端稳压器有固定输出和可调输出两种不同的类型。由于本设计要求输出电压为5V,所以可以使用 LM7805,它的输入电压范围为7 20V，输出为5V 5%，最大输出电流1.5，效率为30% 50%。三端稳压 LM7805电路如图4。 图5 7805的电路图由上图可以看出，采用三端稳压器的外围器件十分的少，电路简单而且十分稳定。 2.开关电源电路基

20、于以上的要求，这里以 MC34063进行讨论，输入范围为3 40V，输出为,最大输出电流为1.5A，效率为最高可达到90%。MC34063的电路图如图6，它还可以在不牺牲太大的情况下外接三极管进行电流的扩展，扩流也是本电路的重点，在下面的章节将进行重点讨论。图6 MC34063电路图2.22.2线性电源和开关电源的比较线性电源和开关电源的比较线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效率低（35%左右） ，需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热量小，效率高（75以上）而且省掉了大体积

21、的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波（50mV at 5V output typical） ，在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由于开关管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可以做的很小（5mV 以下） 。对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方（例如电容漏电检测）多选用线性电源。另外当电路中需要作隔离的时候现在多数用 DCDC 来做对隔离部分供电（DC-DC 从其工作原理上来说就是开关电源） 。还有，开关电源中用到的高频变压器可能绕制起来比较麻烦。综上比较，由于线

22、性电源的效率过低，不满足本设计的要求，虽然开关电源也存在纹波电压相对较大等问题，但可以通过 LC 滤波等方法来改善，本设计采用开关电源的方法，采用 MC34063 + MOSFT 的方式来完成该设计。 3.MC340633.MC34063和和 IRF9530IRF9530的特性介绍的特性介绍3.13.1 MC34063MC34063的介绍的介绍该器件本身包含了 DCDC 变换器所需要的主要功能的单片控制电路且价格便宜。它由具有温度自动补偿功能的基准电压发生器、比较器、占空比可控的振荡器，RS 触发器和大电流输出开关电路等组成。该器件可用于升压变换器、降压变换器、反向器的控制核心，由它构成的 D

23、CDC 变换器仅用少量的外部元器件。主要应用于以微处理器(MPU)或单片机(MCU)为基础的系统里。集成电路的主要特性集成电路的主要特性输入电压范围：2、540V输出电压可调范围：12540V输出电流可达：15A工作频率：最高可达100kHz低静态电流短路电流限制可实现升压或降压电源变换器的基本结构和引脚功能的基本结构和引脚功能图7 MC34063的内部电路组成图1脚：开关管 T1集电极引出端；2脚：开关管 T1发射极引出端；3脚：定时电容 ct 接线端；调节 ct 可使工作频率在100100kHz 范围内变化；4脚：电源地；5脚：电压比较器反相输入端，同时也是输出电压取样端；使用时应外接两个

24、精度不低于1的精密电阻；6脚：电源端；7脚：负载峰值电流（Ipk）取样端；6，7脚之间电压超过300mV 时，芯片将启动内部过流保护功能；8脚：驱动管 T2集电极引出端。的工作流程的工作流程振荡器通过恒流源对外接在 CT管脚(3脚)上的定时电容不断地充电和放电以产生振荡波形。充电和放电电流都是恒定的，振荡频率仅取决于外接定时电容的容量。与门的 C 输入端在振荡器对外充电时为高电平，D 输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平。当 C 和 D 输入端都变成高电平时触发器被置为高电平，输出开关管导通;反之当振荡器在放电期间，C 输入端为低电平，触发器被复位，使得输出开关管处于关闭状态。电流限

25、制通过检测连接在 VCC和5脚之间电阻上的压降来完成功能。当检测到电阻上的电压降接近超过300 mV时，电流限制电路开始工作，这时通过 CT管脚(3脚)对定时电容进行快速充电以减少充电时间和输出开关管的导通时间，结果是使得输出开关管的关闭时间延长。3.23.2 IRF9530IRF9530的介绍的介绍 它是 P 通道的功率 MOSFET 三极管。这是 P 沟道增强型绝缘栅型场效应晶体管。他们是先进的功率 MOSFET 三极管，保证能够承受指定能量水平的故障模式的雪崩运作，他可以应用于如开关稳压器，开关转换器，电机驱动器，继电器驱动器，和开关电源。它的高输入阻抗允许集成电路直接运用到电路中。的主

26、要特性的主要特性最大电流10A最大防击穿电压 100VRds（ON）=0.300单脉冲能量额定雪崩SOA 被功率限制纳秒开关速度线性传输特性高输入阻抗电路图电路图图8 IRF9530的内部结构图和转移特性图 由 IRF9530的转移特性得到 IRF950的。 本设计采用 MC34063 + IRF9530完成从输入14 26V 变到5V/2A 的设计，MC34063的主要作用是对输入的电压进行 PWM 控制，达到降压的作用，由于本设计的要求是让输出电流要达到2A，而 MC34063能达到的最大电流为1.5A。所以必须对 MC34063的输出电流进行扩流。最终达到设计式样的要求。4 4各部分模块

27、和参数的计算各部分模块和参数的计算4.14.1电路总体电路图电路总体电路图图9 MC34063 + IRF9530的原理电路图 上图是本设计最基本的组成电路，主要由 MC34063和 IRF9530组成，还辅以D1续流二极管，和 LC 滤波电路。电压由端口 J1输入，经过 CAP1滤波后送到MC34063进行 PWM 的斩波控制，然后再经过 IRF9530功率三极管进行扩流，然后经过 LC 平滑滤波，使输出趋于一个稳定的值，最后在将输出的电压经过R3、R4采样电路会送到 MC34063，控制 PWM 的输出占空比，从而使输出的变化及时返回到 MC34063，最终稳定输出电压。4.24.2基本电

28、路中各参数的计算基本电路中各参数的计算1. 输入端的滤波电容 对输入电容来说，输入电容的容量要求大一点。相对于容量的要求，对 ESR的要求可以适量降低。因为输入电容主要是耐压，其次是吸收 MOSFET 的开关脉冲。所以因为输入电压最大为24V，所以取电容的耐压值为50V，由 MC34063的资料上得知它所需的输入电容值为100Uf。所以2 确定占空比 由第一章知道开关电源中式子 成立，式中的 D 就是 PWM 控制部的占空比。占空比也等于 Ton 比上 Toff 的值。 式中，Vin 为输入的最小电压，Uo 为输出电压。Vf 为续流二极管的正向导通电压，此电压越小越好，本电路采用的是 IN58

29、22当输出的电流为3A 是。Vds 是 MOSFET 的导通电压，由资料知道 IRF9530的。3. LC 滤波电路的周期 LC 电路的周期等于 Ton(max)+Toff.4. Ton 和 Toff 的值 通过1、2的中 D、和的值，可以通过计算得到 Ton、Toff。因为 注意占空比的最大比值不能超过6/7或者0.875。这是由于时间电容的充放的周期是6:1。5. 时间电容 Ct 由4所讨论的 Ton(max)的最大值是由 Ct 的值决定的。 因为没有293.6Pf 的电容值，所以使用标称值为330Pf 的陶瓷电容。6. 峰值电流 Ipk： 由上知，IRF9530的。所以 MC34063的

30、输出电流为0.5A 就能向负载提供2A 的电流。7. 电感 L 的值 电感的值由开关峰值电流和最大的开关开启时间决定。8. 电流限制电阻 RscA9. 输出滤波电容 Co 最小的输出滤波电容是由输出的纹波电压所决定。 理想的情况下，这个值能够满足要求，但是一般的铝电解电容的典型 这样的话将产生30mV 的纹波电压。最好选用鉭电解电容，一个27Uf 的鉭电容的,这样的话它的纹波电压降大幅下降。10. 采样回路的电阻 R3、R4 因为采样电路要对输出的电流分流，当它的分流电流值低于100uA,才不会不会影响系统的性能。以上就是基本电路的参数计算，只要精确计算就能更接近理想值，光凭以上的基本电路是很

31、难达到很高性能，还需要一些辅助电路来使电路更加的稳定和安全。4.34.3扩流电路的选择扩流电路的选择 图10 扩流电路 由图可知 MOSFET 管的作用为一个开关的作用，在 MC34063的控制下导通或截止，R1、R2是为 VR1提供导通和截止的电压。因为题目要求输出的电流要达到2A，所以 MOSFET 的源极和栅极的电压差 Vgs = -5V。 假设输入为14V 时，则,由上图知道 Vs = 14V， 假设 R2 = 220 romrom所以 R1 = 400rom，R2 = 220rom。 5电路的调试以及结果电路的调试以及结果5.15.1测试点的分布图测试点的分布图测试点测试点一一测试点

32、测试点三三测试点测试点四四测试点测试点五五图11电路的测试点示意图 以上就是进行设计验证所取的测试点，测得的值都是以地作为的参考点，一共去了四个点，测试点一是输入出的电压；测试点二是 MOSFET 的的栅极；测试点三是 MOSFET 的源极；测试点四是 MOSFET 的漏极；测试点五是最后的输出电压。5.25.2测试环境测试环境图12 测试环境 该设计用到的测试主要有线性电源、电子负载机、示波器等。电源为该模块提供输入所需的功率；而电子负载机就充当负载的作用，消耗由电源所提供的能量。从而来确定该电路的效率。5.35.3测试结果分析测试结果分析测试点二参考点1. 极与极的图 13 MOSFET

33、管的栅极和源极的电压比较由上图可以看到，MOSFET 的栅极和源极的电压差为，当栅极为最大值时，他的的电压的差值为零；当他为最小值时，他的电压差为7V，由 MOSFET 的转移特性可以得知，输出的电流可以高达10A 左右，所以可以完全满足输出2A 电流的要求。2. G 极与 D 极图 14 MOSFET 管的栅极和漏极的电压比较 由上图的可以看到，MOSFET 工作在断续的开关模式。当 MOSFET 管截止时，输出的电压为0V；当 MOSFET 管为导通时，输出的电压为14V。而且输出的占空比随时发生这变化。所以经过 LC 滤波后能够得到稳定的5V 输出电压。3. 输入电压与输出电压极极G 极

34、D 极图 15 输入电压与输出电压的比较 由上面两幅图对比可以发现，第一幅是在交流耦合的状态下测得的波形，可以看到他的输出相当的稳定。第二幅图是在直流耦合的条件下得到的，输入和输出都出现了尖峰脉冲电压输出的尖峰电压的峰峰值达到了660mA，可见这是不能够被接受的，但他的纹波电压时很小的有图可以看到。达到了设计的要求。4. 输出电流大小图16 输出电流大小 由上图可以看到，当负载为3.29rom 时，输出电流达到了1.501A。当负载为2.44rom 时，负载的电流为2.013A。由上分析，结果达到了要求。由于输入为14/0.70A 时，输出为7.5W 所以可以算得效率为输入输出输入输出由此测量

35、结果达到了设计式样书的所有要求。6提高效率和减小纹波的方法提高效率和减小纹波的方法从以上的测试结果可以看出，该电路的效率并没有达到75%,而且它的输出电压的纹波较大，所以光靠以上的基本电路很难达到实际应用的要求所以还有采取一定的方法，来减小输出电压的纹波。6.16.1提高效率的方法提高效率的方法 要想提高它的效率，首先来分析功率是由哪些部分损失的，然后再根据这些方面的损失来减小由这些部分产生的功率损耗，从而来提高输出的效率。开关电源的损耗主要来自开关三极管、续流二极管的损失。下面就针对这两种损耗进行分析。1.开关三极管的损失A ON 时的损耗图17三极管 ON 状态 当双极性三极管在导通的时候

36、会有一个导通压降,由上图的电气特性得，当 最大且可见这样的损耗是相当可观的，当输出为5V/2A,输入就要向输出提供11W 的功率。我们可以将双极性的三极管换成 MOSFET 的管子的的导通电压几乎为零，所以可以大大减小功率的损失。但是(ON 电阻)会出现损失，下面以 IRF9530为例图18 RF9530的 Ron 特性 由上特性可以看出 MOSFET 管的最大导通电阻为 ，当输出电流最大为 从以上的分析可以看出，开关改用 MOSFET 管时开关管的的损耗有了降低，从而在开关电源的扩流应用中，经常采用 MOSFT 来代替双极性的 JET 管。而且它还有栅极输入电阻高，击穿电压高等优点。B 开关

37、时的损失图19 波形的延时由于开关的开启与关断都需要时间，所以它的波形特性是一个斜上升的，而不垂直的上升，所以在这个开与关重叠的部分也会产生功率损失。在红色部分如 Vce 和 Ic 不是0、发生损失、散热。所以我们要尽可能的提高开关管的开启和关断速度。2. 续流二级管的损失A 由于顺向导通的 Vf 产生的损失 图 20 续流二极管正向导通特性从上图可以看到当开关管处于截止的时候，续流二极管将正向导通，由于二极管有正向的导通压降，所以会产生功率的损失，当输出达到 Io = 1.5A 时，Vf = 0.5V 左右，这里就去 0.5V 来做近似计算。所以可得可以看出，续流二极管的正向导通的功耗也是相

38、当大的，跟开关三极管的闭合时的功耗相当，功耗的损失主要就是由他们两个引起的。所以我们在选择开关管和续流二级管时要尽量选择正向导通电压低的管，这样的就能有助于提高效率。B 逆方向的电流损失 图 21续流二极管方向的特性 由于续流二极管产生了电流，所以它也会消耗输入的功率，且二极管的逆向电流的大小会随着二极管的接温度的升高而增大，由上表可以看到，当 时，。当时，。现在以第一种情况讨论，当输入为。得 可以看到，相对于导通电压所产生的功耗来说相当少，但是我们还是不能去忽略它。因为它会随温度变化而变化，对我们了解它稳定时的工作状态来说还是有必要了解的。C. 由于逆回复的时间损失 图 22 二极管 ON/OFF 切换时的特性由于续流二极管的 ON/OFF 的切换需要一点时间，会产生逆向的电流流动，如图所示，如从 If 回到零时，它会先下降到 Ir，而不是直接到零，然后再从Ir 慢慢的回到零，这样一来又会导致损失。损失的多少由它的回复时间决定。6.26.2减小输出纹波的方法减小输出纹波的方法 上面的开关电源与线性电源的比较发现，虽然开关电源有很多优点，但是它的输出纹波电压比较大，往往不能满足精密仪器的要求，所以在这里有必要有针对性的将它的输出纹波电压减小，能满足要求。通过讨论、验证在不影响效率减小纹波电压是可行的，下面就来具体讨论一下。1 LC 电路的电容的选