LD乐动体育网址|登录|欢迎您

降压稳压转换器和升压稳压转换器电源IC原理介绍

降压降压稳压器/转换器

- 关于使用开关模式电源技术的降压或降压稳压器的电路和操作的摘要或教程。
SMPS电源电路入门和教程 包括:   

由于功率是许多设计中的关键参数,因此降压或“降压”稳压器被广泛使用。

虽然电阻器会使电压下降,但功率会丢失,并且在诸如当今使用的许多电池供电产品之类的应用中,功耗是一个关键因素。

因此,降压开关模式转换器或更常用的降压稳压器被广泛使用。

 

线性降压

降压转换的最基本形式是使用电阻器作为电位分压器或降压器。在某些情况下,齐纳二极管也可用于稳定电压。

线性降压

 

这种形式的电压滴管或降压转换器的问题在于它在功率方面非常浪费。电阻器上的任何电压都将作为热量消散,流经齐纳二极管的任何电流也会消散热量。这两种元素都会导致宝贵能量的损失。

 

基本降压转换器或稳压器

降压转换器或降压转换器的基本电路由电感器、二极管、电容器、开关和误差放大器以及开关控制电路组成。

降压转换器或稳压器原理图

 

降压调节器的电路通过改变电感器从源接收能量的时间量来工作。

在基本框图中,可以看出降压转换器或降压稳压器的操作,负载两端出现的输出电压由检测/误差放大器感测,并产生控制开关的误差电压。

通常,开关由脉宽调制器控制,随着负载吸收更多电流并且电压趋于下降,开关保持接通时间更长,并且通常有一个固定频率振荡器来驱动开关。

 

降压转换器操作

当降压调节器中的开关导通时,电感器两端出现的电压为Vin - Vout。使用电感方程,电感中的电流将以(Vin-Vout)/L的速率上升。此时,二极管D反向偏置,不导电。

降压转换器操作原理图

 

当开关打开时,电流必须仍然流动,因为电感器工作以保持相同的电流流动。因此,电流仍然流过电感并进入负载。然后,二极管D形成返回路径,电流为Iodide等于Iout流经它。

当开关打开时,电感两端电压的极性反转,因此通过电感器的电流以等于 -Vout/L 的斜率减小。

降压转换器操作原理图

 

降压转换器电路可以通过检查整个周期中不同时间的电流波形来进一步解释。

降压转换器电路

在降压转换器/开关稳压器的电流波形图中,可以看出电感电流是二极管和输入/开关电流之和。电流要么流过开关,要么流过二极管。

同样值得注意的是,平均输入电流小于平均输出电流。这是可以预料的,因为降压转换器电路非常高效,输入电压大于输出电压。假设一个完美的电路,那么上电将等于断电,即Vin ⋅ In = Vout ⋅ Iout。虽然在实际电路中会有一些损耗,但对于设计良好的电路,效率水平预计大于85%。

还将看到输出端上放置了一个平滑电容器。这有助于确保电压变化不明显,特别是在开关转换期间。它还需要平滑发生的任何开关尖峰。

 

稳压器输入和输出滤波

开关模式电源稳压器的一个关键方面是输入和输出滤波。这是一个特殊问题,因为输入端会发生切换。

实际上,输出端的纹波电压不仅取决于输出平滑,更重要的是取决于输入滤波电容。

 


 

升压稳压器或转换器

开关模式电源技术的优点之一是它可用于创建升压或升压转换器/稳压器。

升压转换器或稳压器在许多情况下使用,从提供可能需要更高电压的小型电源到更高的功率要求。

通常,对电压的要求高于可用电源提供的电压 - 移动电话中RF功率放大器的电压只是一个例子。

 

升压转换器基础知识

升压转换器电路与降压转换器有许多相似之处。然而,升压转换器的电路拓扑略有不同。升压转换器或升压转换器的基波电路由电感器、二极管、电容器、开关和误差放大器以及开关控制电路组成。

升压转换器基础电路图

 

升压转换器的电路通过改变电感器从源头接收能量的时间量来工作。

在基本框图中,升压转换器的工作原理可以看出,负载两端出现的输出电压由检测/误差放大器感测,并产生控制开关的误差电压。

通常,升压转换器开关由脉宽调制器控制,随着负载吸收更多电流并且电压趋于下降,开关保持接通时间更长,并且通常有固定频率振荡器来驱动开关。

 

升压转换器操作

升压转换器的操作相对简单。

当开关处于ON位置时,电感输出连接到地,电压Vin在其上放置。电感电流以等于 Vin/L 的速率增加。

当开关处于OFF位置时,电感两端的电压发生变化,等于Vout-Vin。流经电感器中的电流以等于(Vout-Vin)/L的速率衰减

升压转换器的操作电路图

参考升压转换器电路图,电路不同区域的电流波形如下图所示。

升压转换器电路图

从波形图可以看出,升压转换器的输入电流高于输出电流。假设一个完全有效的,即无损的升压转换器,功率输出必须等于输入功率,即Vin ⋅ Iin = Vout ⋅ Iout。由此可以看出,如果输出电压高于输入电压,则输入电流必须高于输出电流。
实际上,没有升压转换器是无损的,但在大多数电源中可以实现约85%或更高的效率水平。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                        侵权必删

                                                                                                                           Please let us know if there is any infringement

创建时间:2022-06-14 14:48