开关型稳压电源.ppt

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1、10.5开关型稳压电源为解决线性稳压电源功耗较大的缺点，研制了开关型稳压电源。开关型稳压电源效率可达90%以上，造价低，体积小。现在开关型稳压电源已经比较成熟，广泛应用于各种电子电路之中。开关型稳压电源的缺点是纹波较大，用于小信号放大电路时，还应采用第二级稳压措施。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10.5.1开关型稳压电路的工作原理开关型稳压电源的原理可用图10.23的电路加以说明。它由调整管、滤波电路、比较器、三角波发生器、比较放大器和基准源等部分构成。图10.23开关型稳压电源原理图三角波发生器通过比较器产生一个方波vB，去控制调整管的通断。调整管导通时，

2、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。续流二极管D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放大器的输出时，比较器输出高电平，对应调整管的导通时间为ton；反之输出为低电平，对应调整管的截止时间toff。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，相当方波存在的部分。输出波形中电位水平低于低电平最大值的部分，对方波而言，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馈，以确定基准源和比较放大器的连线。设输出电压增加，FVO增加，比较放大器的输出Vf减小，比较器方波输出的toff增加，调整管导通时间减小，输

3、出电压下降。起到了稳压作用。各点波形见图10.24。由于调整管发射极输出为方波，有滤波电感的存在，使输出电流iL为锯齿波，趋于平滑。输出则为带纹波的直流电压。图10.24开关电源波形图分析见下页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。这种控制方式称为脉冲宽度调制(PWM)。q称为占空比方波高电平的时间占整个周期的百分比。在输入电压一定时，输出电压与占空比成正比。忽略电感的直流电阻，输出电压VO即为vE的平均分量。于是有1．调整管工作在开关状态，功耗大大降低，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，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

4、变输出电压值；4．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积可大大减小。由以上分析可以得出如下结论：10.5.2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型号电源范围/V最大输出电流/A内部参考源/V输出级形式TL4947～400.25推挽或单端SG35248～350.15推挽SG35258～350.55推挽LM25753.5～3511.23_表中前三个是开关电源控制器，后一个是单片开关电源稳压器。实际上就是一个脉冲宽度调制（PWM）控制器，经常也用于其它脉宽调制场合。集成开关稳压器，一般有两大类型。一类是包括调整管在内的集成开关稳压器;另一类称为

5、开关电源控制器，它不包括调整管。(1)开关稳压电源概述利用开关电源控制器可以方便地构成开关电源。SG3524是一个典型的性能优良的开关电源控制器，其内部的结构框图如图10.25所示。(2)开关稳压电源控制器SG3524图10.25SG3524的内部方框图它的内部包括误差放大器、限流保护环节、比较器、振荡器、触发器、输出逻辑控制电路和输出三极管等环节。SG3524构成开关稳压电源的典型电路如图10.26所示。图10.26开关稳压电源应用电路3524从11和14脚输出在时间上互相错开的两路控制信号，其开关频率由6和7脚外接的RT和CT决定。1和2脚是内部运算放大器的输入端，R1和R2构成反馈回路

6、。16脚是基准源，由R3和R4给误差运算放大器提供一个与反馈信号比较的给定电压。V3和V4是或非门的输出，只要或非门的输入端有高电平，它的输出即为低电平。V3和V4的输出由V2、CP、Q或Q决定。因Q和Q只能有一个是高电平，T2和T1不可能同时导通。T1和T2只能按推挽方式工作，轮流交替导通。SG3524电路控制过程的波形如图10.27所示。图10.27SG3524的波形图锯齿波由振荡器提供，V1是误差放大器的输出，它们一起加到比较器上。V2是比较器的输出。振荡器输出的时钟驱动T'触发器，CP、Q和V2的或非是V3，决定T1的通断。CP、Q和V2的或非是V4，决定T2的通断。由于Q和Q等宽，

7、加上V2的存在，所以V3和V4这两路信号之间有一定的死区，以保证T1和T2管不会同时导通。当V1降低时，V2加宽，T1和T2的宽度变窄，导通时间减小。反之，当V1增加时，T1和T2的导通时间增加。图16.16开关稳压电源应用电路设负载电流加大，VO下降，反馈电压减小，误差放大器的输出V1增加，T1和T2的导通时间增加，输出电压VO增加。(3)SG3524构成的开关稳压电源现在来讨论3524构成的开关稳压电源的