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      新聞資訊

      開關穩壓器是什么?

      1、什么是開關穩壓器?

      開關穩壓器,英文(regulatior),有人叫它調節器、穩壓源。實現穩壓,就是需要控制系統(負反饋),從自動控制理論中我們知道,當電壓上升的時候通過負反饋把它降低,當電壓下降的時候就把它升上去,這樣形成了一個控制的環路。如圖中的方框圖是 PWM(脈寬控制方式),當然還有其他如:PFM(頻率控制方式)、移相控制方式等。

      2、開關穩壓器的主要分類

      按照輸入電壓與輸出電壓的關系,開關穩壓器主要分為降壓型(BUCK)與升壓型(BOOST),及降壓/升壓型(BUCK/BOOST),本文主要針對前兩種做說明。

      3、開關穩壓器的調制方式

      脈寬調試方式(PWM): 周期性的改變開關的導通與關斷時間的簡單方法



      占空比:開通的時間 Ton 與開關周期 T 的比值,ton(開通時間) + toff(關斷時間) = T(開關周期),占空比 D=ton / T。但是,我們不能采用一個脈沖輸出!需要一種實現能量流動平穩化的方法。通過很多的脈沖,高頻地切換,將在開關接通期間存儲能量而在開關切斷時提供此能量的手段,從而實現平穩的電壓。


      4、 降壓轉換器(BUCK)的工作模型

      開關電源是一個閉環的控制系統,如上圖 3 我們可以把開關電源的電流比喻為水流,輸入電容就是一個高的蓄水池、輸出電容是一個小的蓄水池,把一小杯一小杯的水從大水池傳送到小水池,通過控制傳送的間隔時間和水杯的水量從而實現小水池固定的水量,當輸出的水量低了,就增加杯子的水量,當輸出的水量高了,就減少杯子的水量。


      如上圖 是一個簡化的降壓的開關電源,為了方便電路的分析,先不加入反饋控制部分。

      狀態一:當 S1 閉合時,輸入的能量從電容 C1,通過 S1→電感器 L1→電容器 C2→負載 RL供電,此時電感器 L1 同時也在儲存能量,可以得到加在 L1 上的電壓為:Vin-Vo=L*di/dton。狀態二:當 S2 關斷時,能量不再是從輸入端獲得,而是通過續流回路,從電感器 L1 存儲的能量→電容 C2→負載 RL→二極管 D1,此時可得式子:L*di/dtoff= Vo,最后我們可以得出 Vo/Vin=D,而 Vo 永遠是小于 Vin 的,因為占空比 D≤1。

      各個器件的作用:

      a、輸入電容器(C1) 用于使輸入電壓平穩;

      b、輸出電容器(C2) 負責使輸出電壓平穩;

      c、箝位二極管(D1) 在開關開路時為電感器提供一條電流通路;

      d、電感器(L1) 用于存儲即將傳送至負載的能量。


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