集成开关电源1

12.6开关稳压电路12.6.2并联开关稳压电路12.6.1开关串联稳压电路12.6.3开关集成稳压器输入直流电压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12.6.1开关串联稳压电路+vOTCDRL-+-VIiLvBkce+-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。OOtttvBvO1VI-VDO图(b)开关串联稳压电路的工作波形TonTiLOtVOvODLCRＬ+-+-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12.6.1开关串联稳压电路输出电压的调节方式称为开关稳压电路的控制方式。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（PulseWideModulation，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（PulseFrenquencyModulation，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12.6.1开关串联稳压电路+TDLCRＬ+-+-vOVIiLakce+-vO1图12.6.5开关串联稳压电路基准电压三角波发生器+A2A1VPVREFVFvSvBPWM电路R１R２OOtttvBvSvOOVPvtvO1VI-VDO(b)T截止图12.6.4开关串联稳压电路TonT（a）(b)(c)(d)VO3．PWM开关串联稳压电路12.6.1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。3．PWM开关串联稳压电路onPVVFOOTVVVIREFF取样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：12.6.1开关串联稳压电路PWM控制电路由取样电路、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。主电路由电感、并联调整管、续流二极管、电容和负载组成。12.6.2并联开关稳压电路1．PWM并联开关稳压电路TDLCRＬ+-+-vOVIiLakcevBPWM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。OttvBiLOtvLVIVI-VOOTDLCRＬ-+-vOVIiLakce+TDLCRＬ-+-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：LVTLvTdtdiTiIonLonLonL电感电流的减少量为LVVTTLvTTdtdiTTiOIonLonLonL)()()(1．PWM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，LVVTTLVTOIonIon)(IIonOVVTTTV11输出电压：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12.6.2并联开关稳压电路TDL1CRＬ+-+-vOVIiL2akce图12.6.9反激式开关稳压电路vBPWM电路+-vL1L2**+-vL2iL1OttvBOtOTonTiL2iL1(b)T截止图12.6.10反激式开关稳压电路的波形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：11111LVTLvTdtdiTiIonLonLonL电感电流的减少量为：LVTTLvTTdtdiTTiOonLonLonL)()()(2222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21)(LVTTLVTOonIonIIononOVLLVTTTLLV11212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。2．反激式开关稳压电路12.6.2并联开关稳压电路TDL1CRＬ+-+-vOVIiL2akce图12.6.9反激式开关稳压电路vBPWM电路+-vL1L2**+-vL2iL1