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  • 新闻资讯

    开关稳压器是什么?

    1、什么是开关稳压器?

    开关稳压器,英文(regulatior),有人叫它调节器、稳压源。实现稳压,就是需要控制系统(负反馈),从自动控制理论中我们知道,当电压上升的时候通过负反馈把它降低,当电压下降的时候就把它升上去,这样形成了一个控制的环路。如图中的方框图是 PWM(脉宽控制方式),当然还有其他如:PFM(频率控制方式)、移相控制方式等。

    2、开关稳压器的主要分类

    按照输入电压与输出电压的关系,开关稳压器主要分为降压型(BUCK)与升压型(BOOST),及降压/升压型(BUCK/BOOST),本文主要针对前两种做说明。

    3、开关稳压器的调制方式

    脉宽调试方式(PWM): 周期性的改变开关的导通与关断时间的简单方法



    占空比:开通的时间 Ton 与开关周期 T 的比值,ton(开通时间) + toff(关断时间) = T(开关周期),占空比 D=ton / T。但是,我们不能采用一个脉冲输出!需要一种实现能量流动平稳化的方法。通过很多的脉冲,高频地切换,将在开关接通期间存储能量而在开关切断时提供此能量的手段,从而实现平稳的电压。


    4、 降压转换器(BUCK)的工作模型

    开关电源是一个闭环的控制系统,如上图 3 我们可以把开关电源的电流比喻为水流,输入电容就是一个高的蓄水池、输出电容是一个小的蓄水池,把一小杯一小杯的水从大水池传送到小水池,通过控制传送的间隔时间和水杯的水量从而实现小水池固定的水量,当输出的水量低了,就增加杯子的水量,当输出的水量高了,就减少杯子的水量。


    如上图 是一个简化的降压的开关电源,为了方便电路的分析,先不加入反馈控制部分。

    状态一:当 S1 闭合时,输入的能量从电容 C1,通过 S1→电感器 L1→电容器 C2→负载 RL供电,此时电感器 L1 同时也在储存能量,可以得到加在 L1 上的电压为:Vin-Vo=L*di/dton。状态二:当 S2 关断时,能量不再是从输入端获得,而是通过续流回路,从电感器 L1 存储的能量→电容 C2→负载 RL→二极管 D1,此时可得式子:L*di/dtoff= Vo,最后我们可以得出 Vo/Vin=D,而 Vo 永远是小于 Vin 的,因为占空比 D≤1。

    各个器件的作用:

    a、输入电容器(C1) 用于使输入电压平稳;

    b、输出电容器(C2) 负责使输出电压平稳;

    c、箝位二极管(D1) 在开关开路时为电感器提供一条电流通路;

    d、电感器(L1) 用于存储即将传送至负载的能量。


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