降压性开关稳压电源
开关电源稳压控制器
R2=R1(
VOUT － 1) VREF
VREF=1.23V 为了使电路稳定/选 R1 阻值为 1K，误差精度为 1%。 CIN —470μF 50V COUT —220μF 35V （Nichicon PL 系列铝电解电容） R1 —1KΩ，1%。 D1 —5A 40V IN5825（肖特基整流二极管） L1 —68μH CFF —参照应用说明 注 1：反馈线要远离电感，电路中的粗线一定要短，最好用地线屏蔽 注 2：R2 应尽量靠近反馈脚
特点
※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 3.3V、5V、12V 固定输出版和输出可调版 负载电流达到 3A 输入电压达到 40V 外围只需四个元件 电压调整率和电流调整率非常小 内置固定频率为 150kHz 的振荡器 TTL 电平关断功能 待机电流仅为 75μA 转换效率高 内置过热保护电路和限流保护电路
AE2596 (LM2596)技术说明书
管脚图
5-Lead TO-220 (T) 5-Lead TO-263 (S)
1,3,5 2,4
5 4 3 2 1
5 4 3 2 1
管脚设置
序号 管脚符号 说明 1 VIN 直流输入 2 Output 直流输出 3 GND 电源地 4 Feedback 反馈端 使能端 5
应用领域 ※ 高效降压型调节器 ※ 在线式开关调节器 ※ 负电压转换器 典型应用图(固定电压输出模式)
Feedback
DC12V
+Vin
Cin 680uF
1
AE2596
5.0
4
Output
L1 33uH D1 IN5824
5.0V
2 3
GND
5
ON/OFF
TL494开关电源设计--BUCK电路解析
+5V
IN2 +
GND
IN2 -
CT
RT
DE AD
4
16
C2 332
15
R4 10K
R3 10K R9 0.1
R8 120
图三：由TL494组成降压型开关稳压电源
过载保护－－过载时，降低输出电压使负载电流保持在保护值。 不论开关管T2是否导通，流过负载的电流都经过R9(由上向下)，R9的下端
电位为负，当负载电流达一定值时，误差放大器2的反相端电位为负，误差
t
电流连续状态CCM
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO 2IOC
CO=(3~5)(ΔI) T/(2ΔVP-P)
产生纹波的两个因素：1.输出电容容 量有限；2.开关过程产生的过冲，这
VIN-VSTA IOC
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
临界连续状态
部分较难滤除。
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO VIN-VSTA VO -VF (tON)min (tOFF)max IO<IOC
tON=TOSCVO/(VIN-Vsta)=13.0~21.4uS（Vsta~1.2V）。
七、参数选择 4.开关管：
开关速度<1uS，
IC VEC PT
VIN+VF
IECO tON tOFF
VSTA t
耐压>2(VIN)max，
电流>2(IO)max
图四：开关管开关速度与功耗分析
TIP127（100V/5A，
死区时间控制 触发器 时钟
反馈/PWM比较器输入
Q
Q
Q1射极
LM2575HVSX-12 TI高压三端稳压器
LM2575系列稳压器是单片集成电路，为降压型开关稳压器提供所有有源功能，能够以出色的线路和负载调节来驱动1A负载。
这些器件提供3.3V，5V，12V，15V的固定输出电压以及可调输出版本。
LM2575HVS-ADJ LM2575HVT-5.0 LM2575HVT-ADJ SIMPLE SWITCHER® 1A Step-Down Voltage RegulatorFEATURES• 3.3V，5V，12V，15V和可调输出版本•可调版本输出电压范围，•–1.23V至37V（HV版为57V）±4％最大•–线路和负载条件•规定的1A输出电流•宽输入电压范围，HV版本为40V至60V •仅需4个外部组件•52 kHz固定频率内部振荡器•TTL关机功能，低功耗待机模式•高效率•使用现成的标准电感器•热关断和限流保护•P +产品增强测试APPLICATIONS•简单的高效降压（降压）稳压器•用于线性稳压器的高效预稳压器•插卡式开关稳压器•正负转换器（降压-升压）DESCRIPTIONLM2575系列稳压器是单片集成电路，为降压型开关稳压器提供所有有源功能，能够以出色的线路和负载调节来驱动1A负载。
这些器件提供3.3V，5V，12V，15V 的固定输出电压以及可调输出版本。
这些稳压器需要最少的外部组件，易于使用，并包括内部频率补偿和固定频率振荡器。
LM2575系列可为流行的三端子线性稳压器提供高效替代。
它大大减小了散热器的尺寸，并且在许多情况下不需要散热器。
几个不同的制造商都提供了针对LM2575优化使用的标准系列电感器。
此功能极大地简化了开关电源的设计其他功能包括在规定的输入电压和输出负载条件下，规定的输出电压公差为±4％，在振荡器频率上的公差为±10％。
包括外部关断功能，待机电流为50μA（典型值）。
输出开关包括逐周期电流限制，以及热关断功能，可在故障情况下提供全面保护。
开关型稳压IC
开关稳压类电源IC——AE2596 AE2576 AE1501 AE1509简介锐和微电子有限公司内容提纲市场分析产品特性对比分析市场分析（1）产品应用领域：高效率降压调节器,单片开关电压调节器,正、负电压转换器,电信系统,汽车系统,电池管理数字设备.移动硬盘、LCD 显示器、POS 机、网络交换设备、电机供电设备、车载电子产品、税控机、LCD 电压调节器、LCM 、汽车充电器、液晶电视、机顶盒、工业和汽车音频电源、大功率LED 电源和12V/24V 分布式电源.市场分析（2）国内开关稳压器市场现状及前景在过去的几年里，主要由于散热方面的限制，开关稳压器一直在逐步取代线性稳压器。
开关电源的优点包括较高的效率和较小的占位面积，这使得复杂度的增加以及EMI 问题变得不那么重要.如果考虑电源管理系统中的开关稳压器限制条件，则其将需要拥有下列特点和特性：宽输入工作范围在一个宽负载范围内具有良好的效率在正常操作、待机和停机状态下具有低静态电流 低热阻最低的噪声和EMI 辐射市场分析（3）从应用领域看，电源管理器件市场的焦点仍集中在便携式设备、计算机、通信和网络设备应用等领域，同时工业设备对电源管理器件的需求也呈上升趋势。
这些需求的增长让电源管理器件市场更添活力，各供应商积极进行技术创新，不断推出新产品来满足OEM 的特殊需求。
同时，厂商之间也一改传统，尝试着以合作方式拓展生存空间。
面向便携式应用的电源器件市场将在2008年继续攀升至72亿美元。
便携式设备中新增加的音视频、数据输入、无线连接等功能将对电源管理形成新的需求。
在这些新的需求变化下，便携式设备的电源管理呈现出下面几个特征：最重要的当然是效率。
市场分析（4）国内开关型稳压芯片供应商：Anachip 、Orient-chip 、linear Tehnology 、National Semicondutor 、Texas Instruments 等。
TL494开关电源设计--BUCK电路
VIN-VSTA IOC
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
临界连续状态
L0 ~
VIN T 8I
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO VIN-VSTA VO -VF (tON)min (tOFF)max IO<IOC
t
I (10% ~ 20%) I O max
电流断续状态DCM
t
电流连续状态CCM
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO 2IOC
CO=(3~5)(ΔI) T/(2ΔVP-P)
产生纹波的两个因素：1.输出电容容 量有限；2.开关过程产生的过冲，这
VIN-VSTA IOC
-VF
t
(tON)min (tOFF)max
临界连续状态
部分较难滤除。
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO VIN-VSTA VO -VF (tON)min (tOFF)max IO<IOC
5. 较典型的设计验证方法和负载实验。
三、BUCK型DC－DC变换器（CCM工作模式）
1. 导通状态 U I UO UL I ON t1 t1 L L 2. 截止状态 UO UL I OFF t2 t2 L L 3. 输入输出关系
I ON I OFF
U O DU I
100u/25V
C6
220u/25V
T2 TIP127 (100V/5A/Darl-L) 104 R2 C3 1K
10 9
3K R6
FR307 D4 103 C5 570 R13
C7
104 C9 5K1 R17
R16 3K6
5
6
LM2576-5开关电源
基于LM2576-5的BUCK电路一．概述传统78xx系列三端稳压管为线性稳压器件，工作效率低（仅为30%～50%），发热量大，最大只能提供的1A的电流。
LM2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件的替代品，由于它以PWM形式工作，所以具有更可靠的工作性能、较高的工作效率（70%～90%）和较强的输出电流驱动能力。
二．原理1．LM2576简介LM2576系列是美国国家半导体公司生产的3A电流输出降压开关型集成稳压电路，它内含固定频率振荡器（52kHz）和基准稳压器（1.23V），并具有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等,利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。
LM2576系列包括LM2576（最高输入电压40V）及LM2576HV（最高输入电压60V）二个系列。
各系列产品均提供有3.3V（-3.3）、5V（-5.0）、12V（-12）、15V（-15）及可调（-ADJ）等多个电压档次产品。
此外，该芯片还提供了工作状态的外部控制引脚。
各管脚定义：1脚为输入，2脚为输出，3脚为公共地，4脚为反馈，5脚为使能。
LM2576系列开关稳压集成电路的主要特性如下：●最大输出电流：3A；●最高输入电压：LM2576为40V，LM2576HV为60V；●输出电压：3.3V、5V、12V、15V和ADJ（可调）等可选；●振东频率：52kHz；●转换效率：75%～88%（不同电压输出时的效率不同）；●控制方式：PWM；●工作温度范围：-40℃～+125℃●工作模式：低功耗/正常两种模式可外部控制；●工作模式控制：TTL电平兼容；●所需外部元件：仅四个（不可调）或六个（可调）；●器件保护：热关断及电流限制；●封装形式：TO-220或TO-263。
2．LM2576开关电源工作原理LM2576工作原理为基本的BUCK开关电路，如下图：LM2576内部原理图和典型工作电路，如下图：三．实际应用1．电路图T2-NS4-1T1-NS4-15V T2-NS4-2T1-NS4-2C400.1uT10U4LM2576-5Vin 1Vf4Vout 2ON/OFF 5GND3T11L1150u/3AC360.1uD37MUR460D39MUR460T22+C371000u/16V +C68470u/25V+C34470u/25VR641k/1W+C35470u/25V+C381000u/16V D41MUR4602．工作原理二极管D37，D39和电解电容C34，C35，C68为前级变压器输出整流电路，T22处的电压即是LM2576-5的直流输入电压。
降压型开关稳压器 UM2010 及其应用 说明书
降压型开关稳压器UM2010及其应用摘要：介绍了降压型PWM控制器UM2010的工作原理，并给出了一个典型应用电路。
测试结果验证了它的实用性。
关键词：降压；PWM；UM2010；DC/DC变换器引言随着信息技术与集成电路的高速发展，电子产品逐渐向智能化、小型化、低功耗方面发展，同时电源必须做到小体积、高效率、低功耗，以适应电子产品的高速发展。
因此，高度集成的PWM控制器在电子产品中得到了广泛应用。
上微芯（UMSTAR）电子公司推出的降压型PWM控制器UM2010可以广泛应用于电子产品的电源中。
由于UM2010芯片内包含基准电压源、振荡电路、误差放大器、内部PMOS开关管等电路，所以只须外加电感、电容、二极管等少量元器件，便可组成小体积、高效率的降压型开关稳压电源。
1．UM2010的工作原理UM2010的原理框图如图1所示。
图1 UM2010的原理框图1.1 引脚功能及描述脚1 （FB）反馈端，误差放大器的反相输入，通过分压电阻连接电源输出端。
脚2 （EN）使能端，工作或待机控制，高电平：正常运行，低电平：待机运行。
脚3 （OCSET）输出电流设定端，通过外部电阻设定最大输出电流。
脚4 （Vcc IC）电源输入正端。
脚5、6 （Output）开关输出端，P沟MOS场效应管漏极，连接外部续流二极管和电感。
脚7、8 （Vss IC）电源输入负端。
1.2 工作原理由图1可知，UM2010由基准电压源、振荡电路、误差放大器、PWM控制器、过热关断控制电路以及P沟MOS场效应管等部件组成。
基准电压源为芯片内部电路提供稳定的供电电压，并为误差放大器的同相输入端提供0.8V 的电压基准。
它具有软启动功能，可以防止电源启动时的冲击，它还具有欠压锁定功能，当输入电压低于3.3V时UM2010停止工作；当输入电压高于3时，它自动恢复工作。
振荡电路产生300kHz的振荡波形，当发生过流保护或短路保护时，工作频率将从300kHz 减小到30kHz。
SG3525A开关电源设计
6
六 、 原 理 图
1A/400V T1 TIP127 (100V/5A/Darl-L) R1 4K7
15 13
L1 10mH/0.5A
+12
R2 4K7 104 C4
9 1 2 16 11 14
4K7 R6
104 C4
FR107 D4 104 C6 4K7 R8 C5 470/16V
5K1 R10
续流管阴极电位VK 、 电感电流IL、负载电流IO Ipk=2(IO)max VO -VF (tON)min (tOFF)max 储能不足 (VIN)max-VSTA-VO (IO)max t
8.
图五：最大输入 满负荷时的续流波形 图五：最大输入/满负荷时的续流波形
IL
八、电感的绕制
t
1. 2.
铁氧体磁芯或磁罐(高频磁性材料、居里温度~230Ｃ）。 漆包线线径：考虑趋肤效应和机械强度，
软启动－－上电时输出电压由低到高建立，需要一定时间。 上电时，C2充电需要一定时间，SS端电压由低逐渐变高，输出管的导 通时间逐渐增大，输出电压逐渐升高。
6
七、参数选择
1. 整流管：桥式整流，整流管电流=0.5负 载电流，最大反向电压=输入交流电压 峰值，IN4007(1A/1kV)可以满足要求。
IC VEC PT
VIN+VF
2.
IECO VSTA 滤波电容：RLC=(3~5)T，整流滤波后 直流电压VIN=18.0~28.8V， tON tOFF RL~18.0V/0.5A=36Ohm, T＝10mS， 图四： 图四：开关管开关速度与功耗分析 1000uF/35V电解电容可满足要求。最 常用电解电容：1.0、2.2、3.3、4.7、 6.8及相应十百千uF，耐压有6、16、25、 35、50、63、100、120、200、400V。
线性稳压电源和开关稳压电源详解
线性稳压电源和开关稳压电源详解根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。
线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。
而在开关电源中则不一样，开关管(在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管)是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小;关——电阻很大。
开关电源是一种比较新型的电源。
它具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。
但是由于电路工作在开关状态，所以噪声比较大。
?通过下图，我们来简单的说说降压型开关电源的工作原理。
如图所示，电路由开关K(实际电路中为三极管或者场效应管)，续流二极管D，储能电感L，滤波电容C等构成。
当开关闭合时，电源通过开关K、电感L给负载供电，并将部分电能储存在电感L以及电容C中。
由于电感L的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立刻达到电源电压值。
一定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用(可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用)，将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。
这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的正极，经过二极管D，返回电感L的左端，从而形成了一个回路。
通过控制开关闭合跟断开的时间(即PWM——脉冲宽度调制)，就可以控制输出电压。
如果通过检测输出电压来控制开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。
在开关闭合期间，电感存储能量;在开关断开期间，电感释放能量，所以电感L叫做储能电感。
二极管D在开关断开期间，负责给电感L提供电流通路，所以二极管D叫做续流二极管。
在实际的开关电源中，开关K由三极管或场效应管代替。
当开关断开时，电流很小;当开关闭合时，电压很小，所以发热功率U×I就会很小。
这就是开关电源效率高的原因。
什么是线性电源?线性电源(Linear power supply)是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。
《开关稳压电源》课件
不断试验
持续学习
常见问题与解决方案
问题1
01
电源发热严重
原因
02
可能由于电路设计不合理或元件性能不佳。
解决方案
03
优化电路设计，更换性能更好的元件。
常见问题与解决方案
问题2
电源效率低下
原因
可能由于损耗过大或电路结构不合理。
解决方案
降低损耗，对电路结构进行优化。
常见问题与解决方案
问题3
输出电压不稳定
应用
广泛应用于各种电子设备中，如音频功率放大器、逆变器等。
升降压型开关稳压电源
• 总结词：同时具有升压和降压功能的开关稳压电源。
• 详细描述：升降压型开关稳压电源是一种较为特殊的开关稳压电源类型，其工作原理是通过控制开关管的导通和截止时 间，既可以降低输入电压来降低输出电压，也可以增加输入电压来提高输出电压，具有双重调节功能。
空调
在空调中，开关稳压电源 用于控制压缩机和风扇的 运行，保持室内温度的恒 定。
冰箱
冰箱的开关稳压电源确保 冷藏和冷冻系统的正常运 行，保持食品的新鲜。源自通信领域的应用手机
手机的开关稳压电源为通 话、数据传输和各种功能 提供稳定的电力。
路由器
在路由器中，开关稳压电 源为处理数据和信号传输 提供稳定的电力。
初步检查
检查电路中各元件是否正常，无损坏。
调试步骤与注意事项
通电测试
逐步通电，观察各部分工作是否正常 。
调整参数
根据需要调整相关参数，如电压、电 流等。
调试步骤与注意事项
安全第一
确保调试过程中人员和设备安全。
逐步进行
不要一次性将所有参数调整到位，应逐步调整。
ZCC2459降压60V,0.5A
ZCC2459
60V,480KHz,0.5A 降压型电源
产品概述：
ZCC2459是一款内部集成有功率MOSFET管的降压型开关稳压器。
以电流模式控制方式达到快速环路响应并提高环路的稳定性。
宽范围输入电压（4.5 V至60V）提供0.5A电流的高效率输出，可在移动环境输入的条件下实现各种降压型电源变换的应用。
0.1uA的关机静态电流适合电池供电场合的应用。
故障状态的保护包括逐周期电流限流保护和热关机保护。
电路外围简单，封装采用SOT23-6L。
产品特点
·0.5A输出峰值电流 · 热关断保护
·4.5V至60V宽工作电压范围 · > 90%的效率
·1Ω的内部功率MOSFET ·输出从+ 0.81V到0.95Vin可调
·480KHz固定开关频率 ·低关机模式电流:<1uA
·陶瓷输出电容稳压 ·6脚的SOT23封装
·逐周期过流保护
产品应用
·高电压功率转换·分布式电力系统
·汽车系统·工业电力系统
·电池供电的系统
产品框图
3.3V输出应用图
布局对电路实现稳定工作非常重要，以下建议供参考：
开关电流路径尽量短，输入电容、高边MOSFET和外部开关二极管形成的环路区域尽量小。
旁路陶瓷电容靠IN端就近放置，SW输出相关走线尽量短而粗。
所有反馈电路连接需短而直接，反馈电阻和补偿元件尽可能靠近芯片。
LDO和BUCK降压稳压器对比
LDO和BUCK降压稳压器(dc/dc)对比传统的线性稳压器，如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上，否则就不能正常工作。
但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v，显然是不满足条件的。
针对这种情况，才有了LDO类的电源转换芯片。
DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。
DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。
随著集成度的提高，许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。
但是，这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。
LDO的选择当所设计的电路对分路电源有以下要求1．高的噪音和纹波抑制；2．占用PCB板面积小，如手机等手持电子产品；3．电路电源不允许使用电感器，如手机；4．电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能；5．要求稳压器低压降，自身功耗低；6．要求线路成本低和方案简单；此时，选用LDO是最恰当的选择，同时满足产品设计的各种要求DC/DC:效率高，噪声大；好处就是转换效率高，可以大电流，但输出干扰较大，体积也相对较大。
LDO:噪声低，静态电流小；体积小，干扰较小，当输入与输出电压差较大的化，转换效率低.所以如果是用在压降比较大的情况下，选择DC/DC，因为其效率高，而LDO会因为压降大而自身损耗很大部分效率；如果压降比较小，选择LDO，因为其噪声低，电源干净，而且外围电路简单，成本低。
LDO是low dropout regulator，意为低压差线性稳压器，是相对于传统的线性稳压器来说的。
传统的线性稳压器，如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上，否则就不能正常工作。
但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v，显然是不满足条件的。
针对这种情况，才有了LDO类的电源转换芯片。
LDO线性降压芯片：原理相当于一个电阻分压来实现降压，能量损耗大，降下的电压转化成了热量，降压的压差和负载电流越大，芯片发热越明显。
LM2575HVT-5.0 TI高压三端稳压器
LM2575系列稳压器是单片集成电路，为降压型开关稳压器提供所有有源功能，能够以出色的线路和负载调节来驱动1A负载。
这些器件提供3.3V，5V，12V，15V的固定输出电压以及可调输出版本。
LM2575HVS-ADJ LM2575HVT-5.0 LM2575HVT-ADJ SIMPLE SWITCHER® 1A Step-Down Voltage RegulatorFEATURES• 3.3V，5V，12V，15V和可调输出版本•可调版本输出电压范围，•–1.23V至37V（HV版为57V）±4％最大•–线路和负载条件•规定的1A输出电流•宽输入电压范围，HV版本为40V至60V •仅需4个外部组件•52 kHz固定频率内部振荡器•TTL关机功能，低功耗待机模式•高效率•使用现成的标准电感器•热关断和限流保护•P +产品增强测试APPLICATIONS•简单的高效降压（降压）稳压器•用于线性稳压器的高效预稳压器•插卡式开关稳压器•正负转换器（降压-升压）DESCRIPTIONLM2575系列稳压器是单片集成电路，为降压型开关稳压器提供所有有源功能，能够以出色的线路和负载调节来驱动1A负载。
这些器件提供3.3V，5V，12V，15V 的固定输出电压以及可调输出版本。
这些稳压器需要最少的外部组件，易于使用，并包括内部频率补偿和固定频率振荡器。
LM2575系列可为流行的三端子线性稳压器提供高效替代。
它大大减小了散热器的尺寸，并且在许多情况下不需要散热器。
几个不同的制造商都提供了针对LM2575优化使用的标准系列电感器。
此功能极大地简化了开关电源的设计其他功能包括在规定的输入电压和输出负载条件下，规定的输出电压公差为±4％，在振荡器频率上的公差为±10％。
包括外部关断功能，待机电流为50μA（典型值）。
输出开关包括逐周期电流限制，以及热关断功能，可在故障情况下提供全面保护。
开关电源考试资料(整理版)
1、什么事线性串联稳压电源？组成？答：线性稳压电源，是指在稳压电源电路中的调整功率管工作于线性放大区。
串联型开关稳压电源电路，其储能电感串联在输入与输出电压之间。
其由变压器、整流、滤波和线性稳压电路组成。
2、什么是开关稳压电源答：由全波整流器、开关功率管V、PWM 控制与驱动器、续流二极管VD、储能电感L、输出滤波电容C 和采样反馈电路组成。
其核心部分是一个直流变换器。
3、开关稳压电源的种类答：按激励方式：它激式和自激式；按调制方式：脉宽调制型、频率调制型和混合型开关稳压电源电路；按开关功率管电流的工作方式：开关式和谐振式；按功率开关的类型：晶体管型、可控硅型、MOSFET 型、IGBT 型；按储能电感的连接方式：串联型、并联型；按功率开关的连接方式：单端正激式、单端反激式推挽式、半桥式和全桥式；按输入和输出的电压大小：升压式、减压式和输出极性反转式；按工作方式：可控整流型、斩波型和隔离型；按电路结构：散件式和集成电路式。
4:降压型开关稳压电源的工作原理?答：把驱动方波信号加到电路的功率开关V 的基极上，这样功率开关V 就会按照驱动方波信号的频率周期性地导通与关闭。
功率开关V 的工作周期T=Ton+Toff，占空比为D=Ton/T(D<1)。
其工作过程可以用功率开关V 的导通、关闭以及开关稳压电源实现动态平衡等过程来解说。
(1)在Ton=t1-t0 期间，功率开关V 导通，续流二极管VD 因反向偏置而截止，储能电感L 两端所加的电压为Ui-Uo 。
虽然输入电压Ui 是一个直流电压，但电感L 中的电流不能突变，而在功率开关V 导通的Ton 期间，电感L 中的电流将会线性地上升，并以磁能的形式在储能电感中储存能量。
在t1 时刻，也就是驱动信号正半周期要结束的时候，储能电感L 中的电流上升到最大值。
当t=t0 时，储能电感L 中的电流变化量为最大。
(2)在Ton=t2-t1 期间，功率开关V 截止。
TL494开关电源设计BUCK电路
通，称为单端工 作方式。
死区 时间控 制
反馈 /PWM比较 器输入
图二 ：TL494时序 图
3.功能描述
▪ 含有控制开关式电源所需的主要功能块。 ▪ 线性锯齿波振荡器(3V)，频率Fosc = 1.1/ (RT* CT ) ▪ 输出开关管导通时间由“死区时间控制”和“反馈/PWM比
较器输入”两个信号中电平较高的一个控制，控制信号电 平与电容器CT 上的锯齿波进行比较，实现脉冲宽度的调整。 ▪ 控制信号电平线性增加时，Q1 和Q2 的导通时间线性减少。 ▪ “输出控制”=5V为推挽输出，最小死区2%，最大占空比 48%； “输出控制” =0为单端输出，最小死区4%。
2. TL494的时
序(续)
触发 器
时钟
当输出控制电压 =H时， Q和时钟 Q
信号均为0时， Q
Q1基极高电平导
通， /Q和时钟信 Q1射极
号均为0时， Q2
基极高电平导通， Q2射极
两管轮流导通，
称为推挽工作方 输出控制
式。
当输出控制电压 =L时，时钟信号 为0时， Q1和Q2 基极获高电平导
C7 C8
5 CT 6 RT
GND 7
I N2+ 16
I N215
10u/16V
C2
332 R3
R8
120
10K
R9
图三：由TL494组成降压型开关稳压电源
0.1
+12
104 C9
5K1 R17
R16 3K6
稳压原理－－输出电压负反馈。
若某因致输出电压过高，则误差放大器1同向端电位升高，反馈/PWM端电位 上升，Q1管导通时间减少，占空比减少，输出电压减少。负反馈使输出电压 保持稳定，R17和R16中点电压为5V。R12/R10为误差放大器1的静态放大倍 数，影响控制精度。C3和R6、C4、C5和R13补偿网络，提高静、动态性能。
降压型开关稳压器LT1676IS8的特性及应用
Ｋｅ ｒ ｓ ＡＲＩ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ｓａ ｉ ｎ，Ｉ ６ ６ Ｓ ，ｓ ｔｈ ｎ ｅ ｕ ａ ｏ ，ｄ ｖ ｃ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ＥＳ ａ ｑ ｉ ｉ ｏ ｔ ｔｏ ｉ Ｔ１ ７ Ｉ ８ ｗｉｃ ｉ ｇ ｒ ｇ ｌｔ ｒ ｅ ｉｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｃ
Ｚｈｕ Ｃａｘｉ Ｆｅ Ｙｕ ａ Ｌｉ ｎ． Ｐｒ ｐｅ ｔｅ ａ ｄ ｐｐｌｃ ｉｎｓ ｏ ｔｐ－ ｗｎ ｗｉｃ ｎｇ ｒ ｇ ｌ ｔ ｒ ｉ ａ， ｎｇ ｎｄ ｕ Ｙｉ ｏ ｒｉｓ ｎ ａ ｉａｔｏ ｆ ｓｅ ｄｏ ｓ ｔ ｈｉ ｅ ｕ ａ ｏ ＬＴ１ ７６Ｉ ８， ＥＧＰ ， ６ Ｓ
２ １ 年 ４月 ０１
物 探 装 备
Hale Waihona Puke 第２ １卷第 ２期 降 压 型 开 关 稳 压 器 Ｌ １ ７ Ｉ８的 特 性 及 应 用 Ｔ ６ ６Ｓ
祝 彩 霞 冯 宇 刘 茵
（ 方地 球 物 理 公 司 装 备 事 业 部 仪 器 服 务 中心 ，河 北 涿 州 ０ ２ ５ ） 东 ７ ７ １
器 件 对 电源 的需 求 ， 以产 生 １ Ｖ 电压 电 路 为 例 解 读 了 Ｌ ６ ６Ｓ ２ Ｔ１７ Ｉ８器 件 在 ＡＲ Ｅ Ｉ Ｓ采 集 站 中 的应 用 。
关键 词 ＡＲ Ｅ Ｉ Ｓ采 集 站 Ｌ ６ ６Ｓ 开 关 稳压 器 器 件 特 性 Ｔ１ ７ Ｉ ８
ＡＢＳ ＴＲ ＡＣＴ
１ Ｌ １ ７ Ｉ８的 技 术 特 性 Ｔ ６ ６Ｓ
１ １ Ｌ １ ７ Ｉ８的 内 部 结 构 ． Ｔ ６ ６Ｓ
降压型开关稳压器TPS5410
降压型开关稳压器TPS5410~TPS5450为了取代降压型线性稳压器，推出新一代开关型降压稳压器系列，其输入电压为5.5V~36V，输出电流分别为1A（TPS5410），2A（TPS5420），3A（TPS5430）及5A（TPS5450）系列，其主要性能及特点：* 宽的输入电压范围从5.5V~36V。
* 高的转换效率，从90%~95%，内部功率开关导通电阻分别为110mΩ的MOSFET开关。
* 输出电压范围从1.22V~35V，精度为1.5%。
* 设置好内部放大器补偿网络，大幅度减少外部元件。
* 固定开关频率在500KHZ，大幅度减小了外部电感电容的体积。
* 好的线性调整率和瞬态响应能力。
* 保护系统包括过流保护和芯片过热保护。
* 工作环境为-40℃~+125℃。
* 采用有散热底板的POWER-SO-8封装。
该器件有广泛的市场空间，如机顶盒，DVD，LCD-TV，工业电子产品，音频系统电源，电池充电，LED驱动，适用于输入电压为24V及12V的电子系统。
其8个引脚功能如下：1PIN——BOOT，为高边MOSFET驱动用的升压电容接线端，外接0.01μF电容从BOOT 到PH端。
2PIN——NC。
3PIN——NC。
4PIN——VSENSE。
反馈输入端，外部用电阻分压器接到输出。
5PIN——ENA，芯片的ON/OFF控制端，其电平在0.5V以下时，器件停止开关，将其浮动时，芯片即使能。
6PIN——GND，IC公共端。
7PIN——VIN，外部电压输入端。
紧靠IC外接旁路电容。
8PIN——PH，高边功率开关的源极，接到外部电感及回流二极管。
POWER PAD，封装底部金属板，外接至PGND。
TPS5410~50系列开关稳压器内部等效电路如图1所示，基本应用电路如图2。
图1 TPS5410 系列内部等效方块电路图2 TPS5410系列基本应用电路下面详细介绍其原理和功能。
* 振荡频率内部自由运转振荡器设置PWM的开关频率在500KHZ，这样可以大幅度减小输出电感感量，同时保持好的纹波。
SG3525A开关电源设计说明
七、参数选择
IC VEC PT
1. 整流管：桥式整流，整流管电流=0.5负 载电流，最大反向电压=输入交流电压 峰值，IN4007(1A/1kV)可以满足要求。
11 OUTB
14
1000u/35V C1
7
4K7 3 R3
10
8
C2 10u/16V
OS C OUT
/SYNC SD
IC1
SG3525
SS
C OMP
9
R7 100K
IN-
1
R9 4K7
IN+
2
Vref
16
4K7 R8
C5 470/16V
R11 3K6
12 GND DI SC
7 5 CT 6 RT
R4
10
8
C2 10u/16V
OS C OUT
/SYNC SD
IC1
SG3525
SS
C OMP
9
R7 100K
IN-
1
R9 4K7
IN+
2
Vref
16
4K7 R8
C5 470/16V
R11 3K6
12 GND DI SC
7 5 CT 6 RT
R4
C3 R5
200
222 15K
图三：由TL494组成降压型开关稳压电源
六 、 原 理 图
1A/400V
L1 10mH/0.5A
T1
TIP1 27 (100V/5A/Darl-L)
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Hefei University课程设计报告课题名称：降压型开关稳压电源作者姓名: 刘尚阳 1405012027张颖 1405012028闫悦悦 1405012029许特松 1405012043荚丹丹 1405012030 班级: 电子二班指导教师：倪敏生完成时间： 2017年5月24日摘要本设计是开关稳压电源，系统由稳压电源、DC-DC变换器、采用LM7812，LM7805稳压芯片，为芯片供电，DC-DC变换器采用TL494产生PWM波，控制开关周期为恒定值，通过调节脉冲宽度来改变占空比，在经过由IR2109构成的驱动电路驱动后级电路，此时引入电压反馈检测电压幅值并反馈给前级保证输出电压稳定，当输入电压超过20V时，控制IR2109片选端，切断电路。
关键字：稳压；DC-DC变换；目录1引言 (3)2方案设计与选择 (3)2.1总体设计 (3)2.2各模块方案设计与论证 (3)2.2.1驱动模块方案设计与选择 (3)2.2.2稳压电源方案设计与选择 (4)3硬件设计与实现 (4)3.1设计思路 (4)3.2各个模块硬件设计与实现 (5)3.2.1辅助电源模块 (5)3.2.2 DC-DC模块 (5)4理论分析与参数计算 (5)4.1 DC/DC变换方法 (5)4.2 稳压控制方法 (6)4.3 输入过压电路设计 (6)4.4buck电路参数的计算 (7)4.4.1电感值的计算 (7)4.4.2电容的计算 (7)4.4.3输出电压的计算 (8)5测试仪器与方法 (8)5.1输出电压测试 (8)5.2效率测量 (8)参考文献 (9)1引言电源在电路中起着十分重要的作用，电源为用电器提供能量，没有电源整个电路便没有工作的能力。
同样不同的电路需要不同规格的电源，因其对电压（电流）的要求不同，我们所需的电源也不同。
电源的重要性不容忽视。
目前市场上有两种稳压电源，一种是线性稳压电源，一种是开关稳压电源；而直流开关电源是各种电源中应用范围最广和市场最大的一种。
它是一种比较新型的电源，具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。
2方案设计与选择2.1总体设计降压型直流开关稳压电源系统方案图如图1所示。
系统采用进行DC-DC变换的设计思路，输入直流20V经过LM7812，LM7805降压模块实现降压，DC-DC变换部分采用TL494生成PWM波，通过控制调节脉冲宽度来改变开关周期，从而控制占空比，再经过IR2109驱动电路，驱动MOS的开关。
图1 开关稳压电源系统框图2.2各模块方案设计与论证2.2.1驱动模块方案设计与选择方案一：TL494生成PWM波，通过控制调节脉冲宽度来改变开关周期，从而控制占空比，再经过IR2109驱动电路，驱动MOS的开关。
方案二：电源IC直接驱动MOSFET是我们最常用的驱动方式，同时也是最简单的驱动方式。
如果C1、C2的值比较大，MOS管导通的需要的能量就比较大，如果电源IC没有比较大的驱动峰值电流，那么管子导通的速度就比较慢。
IC驱动能力、MOS寄生电容大小、MOS管开关速度等因素，都影响驱动电阻阻值的选择，所以Rg并不能无限减小。
方案二的驱动能力不足，而方案一的驱动能力强，因此选用方案一。
2.2.2稳压电源方案设计与选择方案一：从滤波电路输出后，使用模块LM2596降压模块。
LM2596内含固定频率振荡器（150KHZ）和基准稳压器（1.23v），并具有完善的保护电路、电流限制、热关断电路等。
利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。
提供的有：3.3V、5V、12V及可调（-ADJ）等多个电压档次产品，所需外部组件中仅四个不可调，六个可调。
此外，该芯片还提供了工作状态的外部控制引脚。
但是产品价格比较贵。
方案二：从滤波电路输出后，直接进入线性稳压电路。
线性稳压电路输出值可调，输出为+9V～+12V直流电压。
这种方案优点在于：电路简单，容易调试，但效率上难以保证，因为线性稳压电路的输入端一般为15V左右的电压，而其输出端只有9V～12V，两端压降太大，输出电流较小，功率损耗大，不利电路总效率但是价格相比较便宜。
基于本次课程设计，线性稳压芯片便宜，因此我们选用方案二。
3硬件设计与实现3.1设计思路硬件搭建系统图如图2所示，输入直流20V，经过稳压器转换为+12V和+5V 为后级电路供电，BUCK电路采用双管设计，使电路的效率更高。
硬件搭建系统图如图2。
图2 硬件搭建系统图3.2各个模块硬件设计与实现3.2.1辅助电源模块辅助电源为开关电源的辅助部分，我们采用降压是LM7812，LM7805系列作为后级电路的电源。
对输入的直流先进行20V----12V的降压，在进行12V----5V的降压。
每一级后都有滤波电容，并加上散热片。
3.2.2 DC-DC模块DC-DC变换器为开关电源核心部分，脉宽调制电路即PWM模块则是DC/DC变换器中最重要的部分。
此模块的工作状况直接影响开关电源的工作状态和性能指标。
本次设计选用器件为TL494，其原理如下：TL494的5脚和6脚分别于定时电阻R和定时电容C4相连接，他们共同决定TL494内部震荡器产生锯齿波，确V2定电路的工作频率。
同时TL494的1脚和2脚可输入采样电压和DA输出的电压，通过内部比较器进行数字运算，通过反馈回来的电压与设定的电压进行比较，进而调节产生的PWM波，其中开关电源的工作频率由TL494的定时电容C4和定时电阻RV2确定。
4理论分析与参数计算4.1 DC/DC变换方法直流电压转换器基本原理为将直流电源经稳压后加入自激荡器，利用震荡晶体管作为连续开关，控制直流电源的接通和断开，由此产生的高频电压经过变频变压、整流、滤波，获得所需要的直流电压。
与此同时，输入电压的另一路取样、基准、放大电路、回控震荡器，使输出电压稳定。
再同步Buck电路工作方式中，使用一个MOS管正如我们这次使用的IRF3205来替换Buck电路中的续流二极管。
如下图3所示。
Q1位主开关管，Q2则起续流作用。
Q1导通时，Q2断开，电流通过电感L至负载，并将电能储存在L和C1中（电流方向图中绿线所示）；Q1断开时，Q2导通起续流作用，储存在L和C1中（电流方向图中红线所示）的电能转换为电流继续向负载输出。
图3 DC-DC模块电路4.2 稳压控制方法开关电源的稳压控制方法，首先以基准电压为中心，将基准电压周围一定范围的电压从小到大划分为N个电压区间，判断开关电源的输出反馈所在的电压区间，比较反馈电压的当前时刻电压值所在的区间数与前一时刻电压值所在的区间数的大小，以及得到改变的区间数，则根据改变的区间数控制振荡器的分频数增加；若反馈电压当前时刻电压值所在的区间数小于前一时刻电压值所在的区间数，根据改变的区间数控制振荡器的分频数减少，依据振荡器的输出频率控制开关的导通。
4.3 输入过压电路设计输入过压电路是通过将输入电压与基准电压比较。
当输入过压时，比较器输出低电平，然后去控制IR2109的CS端，使其不工作。
后级BUCK电路于是就无输出。
正常电压供电时，比较器输出高电平，是IR2109正常工作。
如下图4所示：图4 过压保护电路4.4buck 电路参数的计算4.4.1电感值的计算根据题目要求，Uo=15V,而输入到直流母线上的电压为18V 。
我们假定选择的开关频率为F=250KHZ 。
① 开关的周期T=1/F=1/250KHZ=4us 。
② 占空比D=Uo/UI=15V/18V ≈0.83。
③ 一个周期内处在18V 电压的时间Ton=DT=0.83*4us=3.33us 。
④ 在Ton 时间内，纹波电流di=10%*Io=0.1*2A=0.2A 。
纹波电流控制在±5%以内。
⑤ 在Ton 时间内，储能电感L 两端压降VL=18V-15V=3V 。
⑥ 根据电感计算公式L=V*dt/di 可以得到：在Ton 时间内，L=VL*Ton/di=3V*3.33us/0.2A=50uh 。
⑦ 在实际应用中，往往取理论值的1.5倍，所以估算电感： L=50uh*1.5=75uh 。
选材的时候应选择电感值至少大于75uh 的电感。
4.4.2电容的计算从降压型开关稳压电源的工作原理分析可见，输出滤波电容C 的选择直接关系着开关稳压电源输出电压中纹波电压分量△Uo 的大小。
在设计降压型开关稳 压电源时，输出滤波电容C 的容量主要根据对稳压电源输出纹波电压△Uo 的要求来定。
根据电路分析可以推导出C 的计算公式（推导过程略）：OO O U f I C ∆∆=8对于储能电感L 和输出滤波电容C 的选择，必须在满足电感选择原则的基础上，再选择电容，（如果电感值小于临界值，电感不足以吸收开关的能量，会引起工作状态急剧恶化。
因此，储能电感L 除了起储能和滤波的作用外，还有限制功率开关最大电流的作用。
）4.4.3输出电压的计算由于反馈电压是从R1和R2分压得到的。
即REF O V U R R R =+*)2(21 于是可得REF O V R R U *)1(21+=5测试仪器与方法5.1输出电压测试5.2效率测量测试方法：调整Uo 为10V ，Io 为0.5A ，测U IN 和I IN 的值。
变换效率：I U I U P P IN IN O O IN O ==η 6结论本次课程设计采用先降压再稳压的总体方案，其中DC-DC模块有PWM波+驱动电路、稳压电路构成；经过测量各项指标均达成。
通过此次课程设计，加深了我们对理论与实践联系的理解，促进了我们运用知识解决具体问题的综合应用能力，对开关稳压电源的应用，理解上升到了更深的一个层次。
参考文献[1] 康华光.电子技术基础（模拟部分）——高等教育出版社[M],2006.1[2] 康华光.电子技术基础（数字部分）——高等教育出版社[M],2006.1[3] 刘凤君.开关电源设计与应用——北京：电子工业出版社,2014.6[4]【美】Sanjaya Maniktala.精通开关电源设计（第二版）——人民邮电出版社,2015.1。