开关型稳压电路.ppt

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1、线性串联型稳压电路的特点：线性串联型稳压电路的特点：(1)结构简单结构简单、调节方便调节方便、纹波小；纹波小；(2)调整管工作于线性放大区调整管工作于线性放大区，调整管的功耗大；，调整管的功耗大；(3)稳压电源的效率低稳压电源的效率低;(4)只能实现只能实现降压输出降压输出，即，即UO UI。10.6 开关型稳压电路开关型稳压电路开关型稳压电路开关型稳压电路的特点：的特点：(1)调整管工作在开关状态。调整管的管耗调整管工作在开关状态。调整管的管耗主要发生在主要发生在其工作状态其工作状态从开到关从开到关或或从关到开从关到开的转换过程之中，消耗功的转换过程之中，消耗功率远小于在线性区工作的调整管。

2、率远小于在线性区工作的调整管。(2)开关电源开关电源体积小体积小、重量轻重量轻、稳压范围宽；稳压范围宽；(3)开关电源产生的开关电源产生的纹波较大纹波较大，产生的电磁干扰比线性产生的电磁干扰比线性串联型稳压电源大串联型稳压电源大。10.6 开关型稳压电路开关型稳压电路按按主主回回路路形形式式脉冲变压器耦合型脉冲变压器耦合型串联型串联型并联型并联型按按拓拓扑扑结结构构降压型降压型(Buck)反相型反相型(Buck-Boost)升压型升压型(Boost)按按控控制制方方式式PWM混合调制混合调制PFM开关电路的分类：开关电路的分类：10.6 开关型稳压电路开关型稳压电路10.6.1 串联开关型稳压

3、电路串联开关型稳压电路1.电路组成电路组成串联型开关稳压电路原理框图串联型开关稳压电路原理框图 开开关关稳稳压压电电路路主主要要由由开开关关管管VT、开开关关驱驱动动电电路路和和滤滤波波电路电路组成。组成。开开关关稳稳压压电电路路是是高高效效的的直直流流转转换换器器(DC-DC变变换换器器)，通通过过开开关关的的快快速速切切换换将将不不稳稳定定直直流流输输入入转转换换为为脉脉冲冲序序列列，再再进进行滤波处理行滤波处理，输出稳定的直流电压输出稳定的直流电压。开关电路的基本原理图开关电路的基本原理图 开开关关管管在在电电路路中中与与负负载载电电路路呈呈串串联联连连接接，其其工工作作状状态态受基极电

4、压受基极电压uB的控制。的控制。2.开关电路的工作原理开关电路的工作原理开关管开关管VT 工作状态受工作状态受uB控制控制续流二极管续流二极管滤波电路滤波电路 当当 uB为高电平为高电平时，开关管时，开关管VT 饱和导通，二极管饱和导通，二极管VD 截止。电流经调整管流向电感，电感截止。电流经调整管流向电感，电感L 存储能量，电容存储能量，电容C 充电。充电。VT导通时导通时主回路的等效电路主回路的等效电路2.开关电路的工作原理开关电路的工作原理 VT截止时截止时主回路的等效电路主回路的等效电路当当uB为为低低电电平平时时，VT截截止止，VD导导通通。电电感感L释释放放能能量量，其其感感应应电

5、电势势令令VD导导通通，起起续续流流作作用用。电电容容C 放放电电，维维持持负负载上的电流基本不变。载上的电流基本不变。2.开关电路的工作原理开关电路的工作原理脉宽调制型脉宽调制型(PWM)控制器控制器 串联型开关稳压电路原理框图串联型开关稳压电路原理框图 驱驱动动电电路路由由取取样样电电路路(R1、R2)、基基准准电电压压源源、误误差差放放大大器器A1、三角波发生器三角波发生器和和电压比较器电压比较器A2组成。组成。2.开关电路的工作原理开关电路的工作原理串联开关型稳压电路的工作波形串联开关型稳压电路的工作波形2.开关电路的工作原理开关电路的工作原理串联开关型稳压电路的工作波形串联开关型稳压

6、电路的工作波形占空比占空比导通时间导通时间截止时间截止时间2.开关电路的工作原理开关电路的工作原理 反馈电压反馈电压UF由取样电路得到；基准电压与反馈电压之差由取样电路得到；基准电压与反馈电压之差(UREF-UF)经经A1放大放大，作为电压比较器，作为电压比较器A2的的阈值电压阈值电压Up；将；将三三角波发生器的输出角波发生器的输出uS与与Up比较，得到比较，得到开关管的控制信号开关管的控制信号uB。3.稳压原理稳压原理 当当电路输入电压波动电路输入电压波动或者或者负载发生变化负载发生变化而引起而引起输出电压输出电压变化变化时，若能在时，若能在UO增大增大时，时，减小控制信号减小控制信号uB的

7、占空比的占空比或在或在UO减小减小时，时，增大增大uB的占空比的占空比，则输出电压就可以获得稳定。，则输出电压就可以获得稳定。3.稳压原理稳压原理 当当UO升升高高时时，反反馈馈电电压压UF随随之之增增大大，与与基基准准电电压压UREF之之间间的的差差值值减减小小，因因而而误误差差放放大大器器A1的的输输出出电电压压Up减减小小，经经电电压压比比较较器器A2使使uB的的占占空空比比D变变小小，输输出出电电压压随随之之减减小小，令令UO基本不变。其调节控制过程如下：基本不变。其调节控制过程如下：3.稳压原理稳压原理 开关稳压电路一般有两大类型集成产品：一类是将开关开关稳压电路一般有两大类型集成产

8、品：一类是将开关管集成在芯片内部的集成开关稳压器；另一类则管集成在芯片内部的集成开关稳压器；另一类则不包括开关不包括开关管管，称为，称为开关电源控制器开关电源控制器。10.6.2 开关电源控制器开关电源控制器串联开关型稳压电路中串联开关型稳压电路中PWM控制器的应用控制器的应用 SG3524是模拟是模拟-数字混合集成电路数字混合集成电路，是性能优良的开关，是性能优良的开关电源控制器。芯片内部包括电源控制器。芯片内部包括+5V输出的电压参考源输出的电压参考源，误差放误差放大器大器、限流保护环节限流保护环节、电压比较器电压比较器、振荡器振荡器、触发器触发器、输出输出逻辑控制电路逻辑控制电路和和输出

9、晶体管输出晶体管等环节。等环节。1.电路组成电路组成SG3524的内部方框图的内部方框图 在芯片在芯片9脚和脚和1脚之间接脚之间接入反馈电阻入反馈电阻可以调节误可以调节误差放大器增益。差放大器增益。2.工作原理工作原理电压比较器对误差放大电压比较器对误差放大器的输出器的输出U1和外接电容和外接电容CT(7脚脚)上的电压进上的电压进行比较，行比较，其输出其输出U2控制控制或非门或非门G2、G3的开启，的开启，进而控制输出晶体管进而控制输出晶体管VT1和和VT2的工作状态。的工作状态。将电流采样信号接在限流放大器的反相输入端将电流采样信号接在限流放大器的反相输入端(4脚脚)，当采样信号超过限定值当

10、采样信号超过限定值(5脚电压脚电压)时，限流放大器输出负饱时，限流放大器输出负饱和值，将误差放大器的输出箝制在低电位，比较器的输出和值，将误差放大器的输出箝制在低电位，比较器的输出U2变为高电平，使输出晶体管关闭，从而避免电路因过流而毁变为高电平，使输出晶体管关闭，从而避免电路因过流而毁坏。坏。3.波形分析波形分析锯齿波由振荡器提供锯齿波由振荡器提供，U1为为误差放大器输出，误差放大器输出，U2是比较是比较器的输出。器的输出。振荡器输出时钟振荡器输出时钟CP驱动驱动T触发器触发器，或非门的，或非门的逻辑输出为逻辑输出为U3、U4，决定，决定VT1和和VT2通断。通断。U3 和和U4 两两路信号

11、之间有一定的死区，路信号之间有一定的死区，以保证以保证VT1和和VT2在开、关在开、关的交替时不会同时导通的交替时不会同时导通。当。当U1降低时，降低时，U2加宽，加宽，VT1和和VT2的导通时间减小。当的导通时间减小。当U1增加时，增加时，VT1和和VT2的导通的导通时间增加。时间增加。4.典型应用典型应用 SG3524的稳压过程如下：设的稳压过程如下：设负载电流增大负载电流增大，使，使UO减小减小 当晶体管的电流过大时，当晶体管的电流过大时，电流采样电阻电流采样电阻R9上的压降将增上的压降将增加，从而使限流放大器的输出加，从而使限流放大器的输出U1 为低电平，使为低电平，使VT1 和和VT2 关关断。当断。当SG3524的的10脚加高电平时，也可以迫使脚加高电平时，也可以迫使U1下降，下降，VT1和和VT2关断。由于关断。由于SG3524可以在较高的频率下工作，可以在较高的频率下工作，VT1和和VT2应选用高频开关管应选用高频开关管。变压器应采用高频变压器变压器应采用高频变压器，滤波电滤波电感和滤波电容都可以选用较小的数值感和滤波电容都可以选用较小的数值。