集成开关电源1

c T L
e
k + iL + C RL vO -
当基极电压vB为高电平时， 晶体管T饱和导通，二极管D截 止。输入电压VI使电感和负载 电流增加，电容充电。
+
VI vB
D
vO1 -
a
当基极电压vB为低电平时，晶体管T截止，电感产生的反电势使二 极管D导通，电感电流形成回路。电感释放磁场能量，电流逐渐减小。
vB iL1 + VI
L1 L2 iL2
+ * vL1 c T e
D k RＬ C + O iL1 vO O iL2 To
n
t
+ a v - L2 *
vB PWM 电路
t
-
O 图12.6.9 反激式开关稳压电路
T
t
(b) T截止 反激式开关稳压电路的波形 图12.6.10
12.6.2并联开关稳压电路
+ vL a L c D k RＬ C + vO -
vB
O vL VI O To
n
+ VI -
iL
t
T e
(a) T饱和导通 + vL iL L c T e (b) T截止 a D k
t
+ VI -
RＬ C
+ vO -
VI-VO
iL
O
T
t
图12.6.7 图12.6.6主电路工作等效电路
图12.6.8 开关并联稳压电路的波形
RL
vO -
vO
t
(b) T截止 图(a) 工作等效电路
图(b)开关串联稳压电路的工作波形
12.6.1开关串联稳压电路
2．控制方式 输出电压的调节方式称为开关稳压电路的控制方式。 输出电压的调节有3种控制方式： 1）开关周期T不变，调节开关导通时间Ton，这种方 式称为脉冲宽度调制（Pulse Wide Modulation，PWM）； 2）开关导通时间Ton不变，调节开关周期T，这种方 式称为脉冲频率调制（Pulse Frenquency Modulation， PFM）； 3）既调节开关周期T，又调节开关导通时间Ton，这 种方式称为混合调制。
VF VREF IO VO 取样 VF VP Ton
VO↓
维持输出直流恒定。
12.6.2并联开关稳压电路
1．PWM并联开关稳压电路
主电路由电感、并联调整管、续流二极管、电容和负载组成。
+ + VI iL vL a L c T e vB
D
k +
12.6.1开关串联稳压电路
3．PWM开关串联稳压电路
控制电路的作用是采用适当的调制方式，产生调整管的开关驱动信 号，维持输出直流电压稳定。为此，开关稳压电路形成负反馈系统。
c T e k D a +
L
iL RＬ +Biblioteka BaiduvO -
v VP vB O vO1 VI V v D O O
vS t O T Ton （ a）
12.6 开关稳压电路
12.6.1开关串联稳压电路 12.6.2并联开关稳压电路 12.6.3 开关集成稳压器
12.6.1开关串联稳压电路
1．主电路的工作原理
输入直流电压VI通常是整流滤波电路的输出电压；调整管T（可以是 场效应管）与负载RL串联，基极脉冲电压vB驱动调整管工作在开关状态； 电感电容组成低通滤波器，开关二极管D用于保证电感电流连续，故亦称 为续流二极管。
+ VI -
v - O1
C
t
(b)
vB A2 +
VP
R１ A1+ 基准 电压 VF R２ VREF
t
(c)
三角波 发生器 vS
PWM 电路 图 12.6.4 开关串联稳压电路 (b) T截止
VO O
t
(d)
图12.6.5 开关串联稳压电路
12.6.1开关串联稳压电路
3．PWM开关串联稳压电路
PWM控制电路由取样电路、基准电压电路、比较放大电路（A1） 、三角波发生电路和电压比较器（A2）组成。 当任何因素引起输出直流电压变化时，负反馈将自动调整导通时间 Ton，维持输出直流电压恒定。例如，负载电流减小引起输出电压增大， 将启动下述自动调节过程：
12.6.1开关串联稳压电路
1．主电路的工作原理
电路的工作波形如图：
L + v - O1 iL + C RＬ vO vO VI 1 O vB To
n
c + VI -
e k D a
T
t
(a) T饱和导通 c + VI e k D a + v - O1 L iL + C
O VD iL O VO O
t
t
电感电流的增加量为：
iL Ton
12.6.2并联开关稳压电路
2．反激式开关稳压电路
在升压式开关稳压电路中，将电感用高频脉冲变压器替换，并将续 流二极管、电容和负载连接在变压器的付边，可构成具有脉冲变压器的 开关稳压电路。 注意：变压器的同名端使原、付边电压的相位相反，故称为反激式 开关稳压电路。
2．反激式开关稳压电路
设变压器原边和付边的等效电感分别是L1和L2。可知，原边电感电流的增加 量为： diL1 vL1 VI
iL1 Ton dt Ton L1 Ton L1
+ VI T iL1
电感电流的减少量为：
iL 2 (T Ton ) diL 2 dt V v (T Ton ) L 2 (T Ton ) O L2 L
L1 L2 iL2
+ * vL1 c + a v - L2 *
D
k RＬ C +
vO
在一个开关周期内，变压器补充的能 e 量和释放的能量相等，即原边电感电流的 增加量和付边电感电流的减少量的绝对值 图12.6.9 反激式开关稳压电路 相等。所以 L Ton L V V Ton I (T Ton ) O VO 2 VI 2 VI L1 L2 L1 T Ton L1 1 电感与线圈匝数的平方成正比，调整原边匝数N1或付边匝数N2，可 调节输出电压。
RＬ
PWM 电路
vO
C -
当基极电压vB为高电平时，晶体管T饱和导通，二极管D截止，电容向 负载放电。输入电压VI使电感电流增加，补充磁场能。
当基极电压vB为低电平时，晶体管T截止，电感电流减小；电感产生的 反电势和输入电压VI使二极管D导通，向电容和负载提供电流，电感释放磁 场能量。
1．PWM并联开关稳压电路
diL v V Ton L Ton I dt L v diLL VI VO L i ( T T ) ( T T ) ( T T ) 电感电流的减少量为 L on on on dt L L 在一个开关周期内，电感补充的能量和释放的能量相等，即电感电流的增 加量和减少量的绝对值相等。所以， T 1 VI VI VO V V VI 输出电压： O I Ton (T Ton ) T Ton 1 L L