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  • 降壓轉(zhuǎn)換器,降壓型開關穩(wěn)壓器的工作方式解析
    • 發(fā)布時間:2025-01-07 19:44:24
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    降壓轉(zhuǎn)換器,降壓型開關穩(wěn)壓器的工作方式解析
    降壓轉(zhuǎn)換器(降壓型開關穩(wěn)壓器)的工作模型
    降壓轉(zhuǎn)換器 降壓型開關穩(wěn)壓器
    開關電源可以我們可以看成是一個自動控制系統(tǒng),里面電流流動可以看成是水流的流動。輸入電容我們可以把它看成一個高容量的大水庫,而輸出電容則相當于一個低容量的小水箱。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間和水杯的水量來實現(xiàn)小水池里面固定的水量,這就相當于開關電源通過控制電流的流動來穩(wěn)定輸出電壓。
    當輸出端的電壓減小時,開關電源便會增加電流的流動,相當于增加水杯中的水量,來保持輸出電壓的穩(wěn)定。相反,當發(fā)現(xiàn)輸出的電壓升高時,開關電源會減小電流的流動,相當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)電流的流動多少,開關電源以此來確保輸出電壓的穩(wěn)定,即便在負載變化的情況下也是正常輸出。這種自動控制系統(tǒng)的工作原理就相當于于一個閉環(huán)控制系統(tǒng),其中輸出電壓被反饋回控制系統(tǒng),以方便與設定值進行比較和調(diào)整。
    降壓轉(zhuǎn)換器基礎(電流和電壓波形)
    降壓轉(zhuǎn)換器 降壓型開關穩(wěn)壓器
    如圖,當開關Q導通時,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。當發(fā)現(xiàn)小水池的水位過高時,開關Q便會斷開,這時電感L、負載Rl和二極管D形成自然的續(xù)流回路,電流開始線性下降。當發(fā)現(xiàn)小水池的水位降低到一定程度的時侯,開關Q重新導通。開關Q通過這種高頻的開通和關斷操作,開關電源便形成了一個穩(wěn)定的輸出電壓。
    降壓轉(zhuǎn)換器拓撲
    降壓轉(zhuǎn)換器 降壓型開關穩(wěn)壓器
    上面圖展示了一個電路結(jié)構,通過兩個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電壓去進行比較。如果輸出電壓低于基準電壓的話,則MOS管導通;如果輸出電壓高于基準電壓,則MOS管斷開。進而通過這種高頻的開通和關斷操作,開關電源便形成了一個穩(wěn)定的輸出電壓。
    下面的圖便是一個工作中常用的降壓芯片,型號為LM22676,它的寬輸入電壓范圍:4.5V 至 42V,可以穩(wěn)定的輸出5V3A供負載使用。此芯片中FB引腳便是一個采樣反饋引腳,SW便是輸出控制引腳,以此來達到一個動態(tài)平衡的輸出。大家會疑問這個電路中,D1使用的是一個快恢復或者肖特基二極管。為什么要使用這種肖特基二極管呢?因為普通的二極管的寄生參數(shù)和漏感原因,會導致在SW發(fā)信號,芯片內(nèi)部MOS管將要開通時產(chǎn)生一個高壓震蕩,這個震蕩極有可能會導致芯片的SW引腳遭受高壓損壞,而且開關損耗也會非常大,導致效率非常低。因此,我們通常會使用快恢復或肖特基二極管來應對這些問題。
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