集成开关电源优秀PPT.ppt

集成开关电源第一页，本课件共有11页12.6 开关稳压电路开关稳压电路12.6.2并联开关稳压电路并联开关稳压电路12.6.1开关串联稳压电路开关串联稳压电路12.6.3 开关集成稳压器开关集成稳压器第二页，本课件共有11页 输输入直流入直流电压电压VI通常是整流通常是整流滤滤波波电电路的路的输输出出电压电压；调调整管整管T（可以是（可以是场场效效应应管）与管）与负载负载RL串串联联，基极脉冲，基极脉冲电压电压vB驱动调驱动调整管工作在开关状整管工作在开关状态态；电电感感电电容容组组成低通成低通滤滤波器，开关二极管波器，开关二极管D用于保用于保证电证电感感电电流流连续连续，故亦称，故亦称为续为续流流二极管。二极管。1主电路的工作原理主电路的工作原理12.6.1开关串联稳压电路开关串联稳压电路+vOTCDRL-+-VIiLvB kce+-vO1La 当基极电压当基极电压vB为高电平时，为高电平时，晶体管晶体管T饱和导通，二极管饱和导通，二极管D截止。截止。输入电压输入电压VI使电感和负载电流增加，使电感和负载电流增加，电容充电。电容充电。当基极电压当基极电压vB为低电平时，晶体管为低电平时，晶体管T截止，电感产生的反电势使二极管截止，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。导通，电感电流形成回路。电感释放磁场能量，电流逐渐减小。第三页，本课件共有11页OOtttvBvO1VI-VDO图图(b)开关串开关串联稳压电联稳压电路的工作波形路的工作波形TonTiLOtVOvODLCR+-+-vOVIiLakce+-vO1(a)T饱饱和和导导通通DLCRL+-+-vOVIiLakce+-vO1图图(a)工作等效工作等效电电路路(b)T截止截止电路的工作波形如图：电路的工作波形如图：1主电路的工作原理主电路的工作原理12.6.1开关串联稳压电路开关串联稳压电路第四页，本课件共有11页 输出电压的调节方式称为开关稳压电路的控制方式。输出电压的调节方式称为开关稳压电路的控制方式。输出电压的调节有输出电压的调节有3种控制方式：种控制方式：1）开关周期）开关周期T不变，调节开关导通时间不变，调节开关导通时间Ton，这种方式，这种方式称为脉冲宽度调制（称为脉冲宽度调制（Pulse Wide Modulation，PWM）；）；2）开关导通时间）开关导通时间Ton不变，调节开关周期不变，调节开关周期T，这种方式，这种方式称为脉冲频率调制（称为脉冲频率调制（Pulse Frenquency Modulation，PFM）；）；3）既调节开关周期）既调节开关周期T，又调节开关导通时间，又调节开关导通时间Ton，这种，这种方式称为混合调制。方式称为混合调制。2控制方式控制方式12.6.1开关串联稳压电路开关串联稳压电路第五页，本课件共有11页+TDLCR+-+-vOVIiLakce+-vO1图图12.6.5 开关串开关串联稳压电联稳压电路路基准基准电压电压三角波三角波发发生器生器+A2 2A1 1VPVREFVFvS vB PWM 电电路路RROOtttvBvSvOOVPvtvO1VI-VDO(b)T截止截止图图12.6.4 开关串开关串联稳压电联稳压电路路TonT（a）(b)(c)(d)VO3PWM开关串联稳压电路开关串联稳压电路12.6.1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。直流电压稳定。为此，开关稳压电路形成负反馈系统。第六页，本课件共有11页3PWM开关串联稳压电路开关串联稳压电路VO维维持持输输出直流恒定。出直流恒定。当任何因素引起当任何因素引起输输出直流出直流电压变电压变化化时时，负负反反馈馈将自将自动调动调整整导导通通时间时间Ton，维维持持输输出直流出直流电压电压恒定。例如，恒定。例如，负载电负载电流减小引起流减小引起输输出出电压电压增大，将启增大，将启动动下述自下述自动调节过动调节过程：程：12.6.1开关串联稳压电路开关串联稳压电路 PWM控制电路由取样电路、基准电压电路、比较放大电路（控制电路由取样电路、基准电压电路、比较放大电路（A1）、三）、三角波发生电路和电压比较器（角波发生电路和电压比较器（A2）组成。）组成。第七页，本课件共有11页主电路由电感、并联调整管、续流二极管、电容和负载组成。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并联开关稳压电路并联开关稳压电路1PWM并联开关稳压电路并联开关稳压电路TDLCR+-+-vOVIiLakcevB PWM 电电路路+-vL 当基极当基极电压电压vB为为低低电电平平时时，晶体管，晶体管T截止，截止，电电感感电电流减小；流减小；电电感感产产生的反生的反电势电势和和输输入入电压电压VI使二极管使二极管D导导通，向通，向电电容和容和负载负载提供提供电电流，流，电电感感释释放磁放磁场场能量。能量。当基极当基极电压电压vB为为高高电电平平时时，晶体管，晶体管T饱饱和和导导通，二极管通，二极管D截止，截止，电电容向容向负载负载放放电电。输输入入电压电压VI使使电电感感电电流增加，流增加，补补充磁充磁场场能。能。第八页，本课件共有11页OttvBiLOtvLVIVI-VOOTDLCR-+-vOVIiLakce+TDLCR-+-vOVIiLakce+vLvL(a)T饱和导通饱和导通(b)T截止截止图图12.6.7 图图12.6.6主电路工作等效电路主电路工作等效电路图图12.6.8 开关并联稳压电路的波形开关并联稳压电路的波形TonT+电电感感电电流的增加量流的增加量为为：电电感感电电流的减少量流的减少量为为1PWM并联开关稳压电路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，少量的绝对值相等。所以，输出电压：输出电压：第九页，本课件共有11页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。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。稳压电路。2反激式开关稳压电路反激式开关稳压电路12.6.2并联开关稳压电路并联开关稳压电路TDL1CR+-+-vOVIiL2akce图图12.6.9 反激式开关稳压电路反激式开关稳压电路vB PWM 电路电路+-vL1L2*+-vL2iL1OttvBOtOTonTiL2iL1(b)T截止截止图图12.6.10 反激式开关稳压电路的波形反激式开关稳压电路的波形第十页，本课件共有11页设变压器原边和付边的等效电感分别是设变压器原边和付边的等效电感分别是L1和和L2。可知，原边。可知，原边电电感感电电流的增加量流的增加量为为：电电感感电电流的减少量流的减少量为为：在一个开关周期内，变压器补充的能量和释在一个开关周期内，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或付边匝数或付边匝数N2，可调节，可调节输出电压。输出电压。2反激式开关稳压电路反激式开关稳压电路12.6.2并联开关稳压电路并联开关稳压电路TDL1CR+-+-vOVIiL2akce图图12.6.9 反激式开关稳压电路反激式开关稳压电路vB PWM 电路电路+-vL1L2*+-vL2iL1第十一页，本课件共有11页