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  • 降壓轉(zhuǎn)換器,降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器的工作方式解析
    • 發(fā)布時(shí)間:2025-01-07 19:44:24
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    降壓轉(zhuǎn)換器,降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器的工作方式解析
    降壓轉(zhuǎn)換器(降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器)的工作模型
    降壓轉(zhuǎn)換器 降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器
    開關(guān)電源可以我們可以看成是一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng),里面電流流動(dòng)可以看成是水流的流動(dòng)。輸入電容我們可以把它看成一個(gè)高容量的大水庫,而輸出電容則相當(dāng)于一個(gè)低容量的小水箱。我們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(shí)間和水杯的水量來實(shí)現(xiàn)小水池里面固定的水量,這就相當(dāng)于開關(guān)電源通過控制電流的流動(dòng)來穩(wěn)定輸出電壓。
    當(dāng)輸出端的電壓減小時(shí),開關(guān)電源便會(huì)增加電流的流動(dòng),相當(dāng)于增加水杯中的水量,來保持輸出電壓的穩(wěn)定。相反,當(dāng)發(fā)現(xiàn)輸出的電壓升高時(shí),開關(guān)電源會(huì)減小電流的流動(dòng),相當(dāng)于減小水杯中的水量,來保持輸出電壓的穩(wěn)定。
    因此,通過調(diào)節(jié)電流的流動(dòng)多少,開關(guān)電源以此來確保輸出電壓的穩(wěn)定,即便在負(fù)載變化的情況下也是正常輸出。這種自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理就相當(dāng)于于一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng),其中輸出電壓被反饋回控制系統(tǒng),以方便與設(shè)定值進(jìn)行比較和調(diào)整。
    降壓轉(zhuǎn)換器基礎(chǔ)(電流和電壓波形)
    降壓轉(zhuǎn)換器 降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器
    如圖,當(dāng)開關(guān)Q導(dǎo)通時(shí),能量從Q的發(fā)射極即輸入端向輸出端傳遞,電流以斜線形式增大,類似于模型中水庫的水傳遞到小水池。當(dāng)發(fā)現(xiàn)小水池的水位過高時(shí),開關(guān)Q便會(huì)斷開,這時(shí)電感L、負(fù)載Rl和二極管D形成自然的續(xù)流回路,電流開始線性下降。當(dāng)發(fā)現(xiàn)小水池的水位降低到一定程度的時(shí)侯,開關(guān)Q重新導(dǎo)通。開關(guān)Q通過這種高頻的開通和關(guān)斷操作,開關(guān)電源便形成了一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓。
    降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)?br /> 降壓轉(zhuǎn)換器 降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器
    上面圖展示了一個(gè)電路結(jié)構(gòu),通過兩個(gè)電阻之間的分壓來采樣輸出電壓Vout,然后通過比較器與基準(zhǔn)電壓去進(jìn)行比較。如果輸出電壓低于基準(zhǔn)電壓的話,則MOS管導(dǎo)通;如果輸出電壓高于基準(zhǔn)電壓,則MOS管斷開。進(jìn)而通過這種高頻的開通和關(guān)斷操作,開關(guān)電源便形成了一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓。
    下面的圖便是一個(gè)工作中常用的降壓芯片,型號(hào)為LM22676,它的寬輸入電壓范圍:4.5V 至 42V,可以穩(wěn)定的輸出5V3A供負(fù)載使用。此芯片中FB引腳便是一個(gè)采樣反饋引腳,SW便是輸出控制引腳,以此來達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的輸出。大家會(huì)疑問這個(gè)電路中,D1使用的是一個(gè)快恢復(fù)或者肖特基二極管。為什么要使用這種肖特基二極管呢?因?yàn)槠胀ǖ亩O管的寄生參數(shù)和漏感原因,會(huì)導(dǎo)致在SW發(fā)信號(hào),芯片內(nèi)部MOS管將要開通時(shí)產(chǎn)生一個(gè)高壓震蕩,這個(gè)震蕩極有可能會(huì)導(dǎo)致芯片的SW引腳遭受高壓損壞,而且開關(guān)損耗也會(huì)非常大,導(dǎo)致效率非常低。因此,我們通常會(huì)使用快恢復(fù)或肖特基二極管來應(yīng)對(duì)這些問題。
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