开关型稳压电源.ppt
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1、10.5 开关型稳压电源 为为解解决决线线性性稳稳压压电电源源功功耗耗较较大大的的缺缺点点,研研制制了了开开关关型型稳稳压压电电源源。开开关关型型稳稳压压电电源源效效率率可可达达90%以以上上,造造价价低低,体体积积小小。现现在在开开关关型型稳稳压压电电源源已已经经比比较较成成熟熟,广广泛泛应应用用于于各各种种电电子子电电路路之之中中。开开关关型型稳稳压压电电源源的的缺缺点点是是纹纹波波较较大大,用用于于小小信信号号放放大大电电路路时时,还还应应采采用用第第二级稳压措施。二级稳压措施。10.5.1 开关型稳压电路的工作原理10.5.2 集成开关型稳压器110.5.1 开关型稳压电路的工作原理
2、开开关关型型稳稳压压电电源源的的原原理理可可用用图图10.2310.23的的电电路路加加以以说说明明。它它由由调调整整管管、滤滤波波电电路路、比比较较器器、三三角角波波发发生器生器、比较放大器比较放大器和和基准源基准源等部分构成。等部分构成。图图10.23 10.23 开关型稳压电源原理图开关型稳压电源原理图2 三角波发生器通过比较器产生一个方波三角波发生器通过比较器产生一个方波vB,去控制,去控制调整管的通断。调整管导通时,向电感充电。当调整管调整管的通断。调整管导通时,向电感充电。当调整管截止时,必须给电感中的电流提供一个泄放通路。截止时,必须给电感中的电流提供一个泄放通路。续流续流二极管
3、二极管D即可起到这个作用,有利于保护调整管。即可起到这个作用,有利于保护调整管。根据电路图的接线,当三角波的幅度小于比较根据电路图的接线,当三角波的幅度小于比较放大器的输出时,比较器输出放大器的输出时,比较器输出高电平高电平,对应调整管的,对应调整管的导通时间为导通时间为t tonon;反之输出为;反之输出为低电平低电平,对应调整管的,对应调整管的截止时间截止时间t toffoff。输出波形中电位水平高于高电输出波形中电位水平高于高电平最小值的部分,对方波而言,相平最小值的部分,对方波而言,相当方波存在的部分。当方波存在的部分。输出波形中电位水平低于低输出波形中电位水平低于低电平最大值的部分,
4、对方波而言,电平最大值的部分,对方波而言,相当方波不存在的部分。相当方波不存在的部分。为了稳定输出电压,应按电压负反馈方式引入反为了稳定输出电压,应按电压负反馈方式引入反馈,以确定基准源和比较放大器的连线。设输出电馈,以确定基准源和比较放大器的连线。设输出电压增加,压增加,FVO增加,比较放大器的输出增加,比较放大器的输出Vf减小,比较减小,比较器方波输出的器方波输出的toff增加,调整管导通时间减小,输出增加,调整管导通时间减小,输出电压下降。起到了稳压作用。电压下降。起到了稳压作用。3 各各点点波波形形见见图图10.24。由由于于调调整整管管发发射射极极输输出出为为方方波波,有有滤滤波波电
5、电感感的的存存在在,使使输输出出电电流流iL为为锯锯齿齿波波,趋趋于平滑。输出则为带纹波的直流电压。于平滑。输出则为带纹波的直流电压。图图10.24 开关电源波形图开关电源波形图 分分析析见见下下页页4 可以通过改变比较器输出方波的宽度(占空比)可以通过改变比较器输出方波的宽度(占空比)来控制输出电压值。这种控制方式称为来控制输出电压值。这种控制方式称为脉冲宽度调制脉冲宽度调制(PWM)。q q称为占空比称为占空比 方波高电平的时方波高电平的时间占整个周期的间占整个周期的百分比。百分比。在输入电压一定时,在输入电压一定时,输出电压与占空比成正比。输出电压与占空比成正比。忽略电感的直流电阻,输出
6、电压忽略电感的直流电阻,输出电压VO即为即为vE的平均分的平均分量。于是有量。于是有51调整管工作在开关状态,功耗大大降低,调整管工作在开关状态,功耗大大降低,电源效率大为提高;电源效率大为提高;2调整管在开关状态下工作,为得到直流输出,调整管在开关状态下工作,为得到直流输出,必须在输出端加滤波器;必须在输出端加滤波器;3可通过脉冲宽度的控制方便地改变输出电压值;可通过脉冲宽度的控制方便地改变输出电压值;4在许多场合可以省去电源变压器;在许多场合可以省去电源变压器;5由于开关频率较高,滤波电容和滤波电感的体由于开关频率较高,滤波电容和滤波电感的体 积可大大减小。积可大大减小。由以上分析可以得出
7、如下结论:由以上分析可以得出如下结论:610.5.2 集成开关型稳压器典型的开关电源控制器和开关电源见下表典型的开关电源控制器和开关电源见下表 型号型号 电源范围电源范围/V 最大输出电流最大输出电流/A 内部参考源内部参考源/V 输出级形式输出级形式 TL494 7TL494 740 0.2 5 40 0.2 5 推挽或单端推挽或单端 SG3524 8SG3524 835 0.1 5 35 0.1 5 推挽推挽 SG3525 8SG3525 835 0.5 5 35 0.5 5 推挽推挽 LM2575 3.5LM2575 3.535 1 1.23 _35 1 1.23 _ 表中前三个是开关电
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