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标题: 开关电源的类型（非隔离式） [打印本页]

作者: fdsadfdsid 时间: 2019-10-8 21:12
标题: 开关电源的类型（非隔离式）
开关电源的类型（非隔离式）

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作者: fdsadfdsid 时间: 2019-10-8 21:13
降压转换器（降压型开关稳压器）的工作模型

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开关电源是一个闭环的控制系统，我们可以把开关电源的电流比喻为水流，输入电容就是一个高的蓄水池、输出电容是一个小的蓄水池，把一小杯一小杯的水从大水池传送到小水池，通过控制传送的间隔时间和水杯的水量从而实现小水池固定的水量，当输出的水量低了，就增加杯子的水量，当输出的水量高了，就减少杯子的水量。

作者: fdsadfdsid 时间: 2019-10-8 21:59
降压转换器基础（电流和电压波形）

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当开关开通的时候，能量从输入向输出传递，电流是斜线上升的，好比模型里杯子的水往小水池传送；当小水池的水偏高了，开关就关断，这时电感、负载、二极管形成自然的续流回路，电流开始线性减少；当小水池的水低到一定程度后，重新开始开通开关；通过这样高频率的开通和关断，就形成一个稳定的输出电压。

作者: fdsadfdsid 时间: 2019-10-8 22:05
降压转换器拓扑

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上图就是一个电路结构，我们可以通过两个电阻的分压采样输出的电压，再经过一个比较器和基准比较，如果输出小于基准，MOS 管就开通；如果输出大于基准，就关断 MOS 管。
下图是用 LM22670 芯片做的电路示例，这就是一个典型的非同步降压转换器，因为他下管是用了一个快恢复或者肖特基二极管。为什么要用肖特基呢？因二极管的寄生参数和漏感会导致在 MOS 管在开通时产生一个高压的震荡，这个震荡最终会导致芯片的 SW 引脚高压损坏和开关损耗非常大，导致效率很低，所以一般会使用快恢复或者肖特基二极管。

作者: fdsadfdsid 时间: 2019-10-8 22:11
升压转换器（升压型开关稳压器）

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升压转换器也可以用水流的模型来比喻，和降压转换器不同的只是把低处的水流往高处传送。我们可以用拓扑结构图和波形图来分析。

作者: fdsadfdsid 时间: 2019-10-8 22:12
升压转换器（电流和电压波形）

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左图就是升压转换器(Boost)的拓扑结构，我们前面讲过，电感 L 是一个储能元件，当开关管导通的时候，输入的电压对电感充电，形成的回路是：输入 Vi→电感 L→开关管 Q；当开关管关断时，输入的能量和电感能量一起向输出提供能量，形成的回路是：输入 Vi→ 电感 L→二极管 D→电容 C→负载 RL，因此这时候输出的电压肯定就比输入的电压高，从而实现升压。

作者: fdsadfdsid 时间: 2019-10-8 22:19
降压-升压转换器（电流和电压波形）

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状态一：开关管开通，二极管 D 反向截止，电感器储能，电流回路为：输入 Vin →开关管 Q→
电感器 L；
状态二：开关管关断，二极管 D 正向导通续流，电流回路为：电感器 L→电容 C→负载 RL→
二极管 D；
输出什么时候是升压，什么时候是降压呢？我们可以根据公式 Vo=Vin×D/(1-D) 中知道，当 D=0.5 时，Vo=Vin；当 D＜0.5 时，Vo＜Vin；当 D＞0.5 时，Vo＞Vin。而且我们可以看到，这种拓扑结构我们很容易得到了负向的电压，当某些场合不想用隔离变压器拉抽头的方式的时候我们可以用这种方式来实现负电压。

降压-升压转换器拓扑

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上图是用 TPS5430DA 实现的一个负电压输出的电路，TPS5430DA 和 LM22670 的引脚相同，两者可以互换。

作者: fdsadfdsid 时间: 2019-10-8 22:29
控制器与稳压器

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控制器(Controler)和稳压器(Regularlator)，上图是一个控制器和稳压器的区分参考，集成开关管的 IC 我们一般称之为稳压器，需要外置开关管的 IC 我们称之为控制器，而图中的描述我们只能作为一个参考，现在很多的稳压器已经可以做到大于 3A，而且热阻低到 10℃
/W 也有很多，但很多大功率的开关电源还是需要控制器，外置 MOS 管。

控制器与稳压器实例对比

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