集成开关电源

1、集成开关电源第1页，共11页，2022年，5月20日，1点27分，星期四12.6 开关稳压电路并联开关稳压电路开关串联稳压电路12.6.3 开关集成稳压器第2页，共11页，2022年，5月20日，1点27分，星期四 输入直流电压VI通常是整流滤波电路的输出电压；调整管T（可以是场效应管）与负载RL串联，基极脉冲电压vB驱动调整管工作在开关状态；电感电容组成低通滤波器，开关二极管D用于保证电感电流连续，故亦称为续流二极管。1主电路的工作原理开关串联稳压电路+vOTCDRL-+-VIiLvB kce+-vO1La 当基极电压vB为高电平时，晶体管T饱和导通，二极管D截止。输入电压VI使电感和负载电

2、流增加，电容充电。 当基极电压vB为低电平时，晶体管T截止，电感产生的反电势使二极管D导通，电感电流形成回路。电感释放磁场能量，电流逐渐减小。第3页，共11页，2022年，5月20日，1点27分，星期四OOtttvBvO1VI-VDO图(b)开关串联稳压电路的工作波形TonTiLOtVOvODLCR+-+-vOVIiLakce+-vO1(a) T饱和导通DLCRL+-+-vOVIiLakce+-vO1图(a) 工作等效电路(b) T截止电路的工作波形如图： 1主电路的工作原理开关串联稳压电路第4页，共11页，2022年，5月20日，1点27分，星期四 输出电压的调节方式称为开关稳压电路的控制方

3、式。 输出电压的调节有3种控制方式： 1）开关周期T不变，调节开关导通时间Ton，这种方式称为脉冲宽度调制（Pulse Wide Modulation，PWM）； 2）开关导通时间Ton不变，调节开关周期T，这种方式称为脉冲频率调制（Pulse Frenquency Modulation，PFM）； 3）既调节开关周期T，又调节开关导通时间Ton，这种方式称为混合调制。2控制方式开关串联稳压电路第5页，共11页，2022年，5月20日，1点27分，星期四+TDLCR+-+-vOVIiLakce+-vO1图12.6.5 开关串联稳压电路基准电压三角波发生器+A2A1VPVREFVFvS vB P

4、WM 电路RROOtttvBvSvOOVPvtvO1VI-VDO(b) T截止图12.6.4 开关串联稳压电路TonT（a）(b)(c)(d)VO3PWM开关串联稳压电路开关串联稳压电路 控制电路的作用是采用适当的调制方式，产生调整管的开关驱动信号，维持输出直流电压稳定。为此，开关稳压电路形成负反馈系统。第6页，共11页，2022年，5月20日，1点27分，星期四3PWM开关串联稳压电路VO维持输出直流恒定。 当任何因素引起输出直流电压变化时，负反馈将自动调整导通时间Ton，维持输出直流电压恒定。例如，负载电流减小引起输出电压增大，将启动下述自动调节过程：开关串联稳压电路 PWM控制电路由取样

5、电路、基准电压电路、比较放大电路（A1）、三角波发生电路和电压比较器（A2）组成。第7页，共11页，2022年，5月20日，1点27分，星期四主电路由电感、并联调整管、续流二极管、电容和负载组成。 并联开关稳压电路1PWM并联开关稳压电路TDLCR+-+-vOVIiLakcevB PWM 电路+-vL 当基极电压vB为低电平时，晶体管T截止，电感电流减小；电感产生的反电势和输入电压VI使二极管D导通，向电容和负载提供电流，电感释放磁场能量。 当基极电压vB为高电平时，晶体管T饱和导通，二极管D截止，电容向负载放电。输入电压VI使电感电流增加，补充磁场能。第8页，共11页，2022年，5月20日

6、，1点27分，星期四OttvBiLOtvLVIVI-VOOTDLCR-+-vOVIiLakce+TDLCR-+-vOVIiLakce+vLvL(a) T饱和导通(b) T截止图12.6.7 图12.6.6主电路工作等效电路图12.6.8 开关并联稳压电路的波形TonT+电感电流的增加量为：电感电流的减少量为1PWM并联开关稳压电路在一个开关周期内，电感补充的能量和释放的能量相等，即电感电流的增加量和减少量的绝对值相等。所以，输出电压：第9页，共11页，2022年，5月20日，1点27分，星期四在升压式开关稳压电路中，将电感用高频脉冲变压器替换，并将续流二极管、电容和负载连接在变压器的付边，可构

7、成具有脉冲变压器的开关稳压电路。注意：变压器的同名端使原、付边电压的相位相反，故称为反激式开关稳压电路。 2反激式开关稳压电路并联开关稳压电路TDL1CR+-+-vOVIiL2akce图12.6.9 反激式开关稳压电路vB PWM 电路+-vL1L2*+-vL2iL1OttvBOtOTonTiL2iL1(b) T截止图12.6.10 反激式开关稳压电路的波形第10页，共11页，2022年，5月20日，1点27分，星期四设变压器原边和付边的等效电感分别是L1和L2。可知，原边电感电流的增加量为：电感电流的减少量为：在一个开关周期内，变压器补充的能量和释放的能量相等，即原边电感电流的增加量和付边电感电流的减少量的绝对值相等。所以电感与线圈匝数的平方成正比，调整原边匝数N1或付边匝数N2，可调节输出电压。