《开关型稳压电路》PPT课件.ppt

线性串联型稳压电路的特点：(1)结构简单、调节方便、纹波小；(2)调整管工作于线性放大区，调整管的功耗大；(3)稳压电源的效率低;(4)只能实现降压输出，即UOUI。,10.6开关型稳压电路,开关型稳压电路的特点：(1)调整管工作在开关状态。调整管的管耗主要发生在其工作状态从开到关或从关到开的转换过程之中，消耗功率远小于在线性区工作的调整管。(2)开关电源体积小、重量轻、稳压范围宽；(3)开关电源产生的纹波较大，产生的电磁干扰比线性串联型稳压电源大。,10.6开关型稳压电路,按主回路形式,脉冲变压器耦合型,串联型,并联型,按拓扑结构,降压型(Buck),反相型(Buck-Boost),升压型(Boost),按控制方式,PWM,混合调制,PFM,开关电路的分类：,10.6开关型稳压电路,10.6.1串联开关型稳压电路,1.电路组成,串联型开关稳压电路原理框图,开关稳压电路主要由开关管VT、开关驱动电路和滤波电路组成。,开关稳压电路是高效的直流转换器(DC-DC变换器)，通过开关的快速切换将不稳定直流输入转换为脉冲序列，再进行滤波处理，输出稳定的直流电压。,开关电路的基本原理图,开关管在电路中与负载电路呈串联连接，其工作状态受基极电压uB的控制。,2.开关电路的工作原理,开关管VT工作状态受uB控制,续流二极管,滤波电路,当uB为高电平时，开关管VT饱和导通，二极管VD截止。电流经调整管流向电感，电感L存储能量，电容C充电。,VT导通时主回路的等效电路,2.开关电路的工作原理,VT截止时主回路的等效电路,当uB为低电平时，VT截止，VD导通。电感L释放能量，其感应电势令VD导通，起续流作用。电容C放电，维持负载上的电流基本不变。,2.开关电路的工作原理,脉宽调制型(PWM)控制器,串联型开关稳压电路原理框图,驱动电路由取样电路(R1、R2)、基准电压源、误差放大器A1、三角波发生器和电压比较器A2组成。,2.开关电路的工作原理,串联开关型稳压电路的工作波形,2.开关电路的工作原理,串联开关型稳压电路的工作波形,占空比,导通时间,截止时间,2.开关电路的工作原理,反馈电压UF由取样电路得到；基准电压与反馈电压之差(UREF-UF)经A1放大，作为电压比较器A2的阈值电压Up；将三角波发生器的输出uS与Up比较，得到开关管的控制信号uB。,3.稳压原理,当电路输入电压波动或者负载发生变化而引起输出电压变化时，若能在UO增大时，减小控制信号uB的占空比或在UO减小时，增大uB的占空比，则输出电压就可以获得稳定。,3.稳压原理,当UO升高时，反馈电压UF随之增大，与基准电压UREF之间的差值减小，因而误差放大器A1的输出电压Up减小，经电压比较器A2使uB的占空比D变小，输出电压随之减小，令UO基本不变。其调节控制过程如下：,3.稳压原理,开关稳压电路一般有两大类型集成产品：一类是将开关管集成在芯片内部的集成开关稳压器；另一类则不包括开关管，称为开关电源控制器。,10.6.2开关电源控制器,串联开关型稳压电路中PWM控制器的应用,SG3524是模拟-数字混合集成电路，是性能优良的开关电源控制器。芯片内部包括+5V输出的电压参考源，误差放大器、限流保护环节、电压比较器、振荡器、触发器、输出逻辑控制电路和输出晶体管等环节。,1.电路组成,SG3524的内部方框图,在芯片9脚和1脚之间接入反馈电阻可以调节误差放大器增益。,2.工作原理,电压比较器对误差放大器的输出U1和外接电容CT(7脚)上的电压进行比较，其输出U2控制或非门G2、G3的开启，进而控制输出晶体管VT1和VT2的工作状态。,将电流采样信号接在限流放大器的反相输入端(4脚)，当采样信号超过限定值(5脚电压)时，限流放大器输出负饱和值，将误差放大器的输出箝制在低电位，比较器的输出U2变为高电平，使输出晶体管关闭，从而避免电路因过流而毁坏。,3.波形分析,锯齿波由振荡器提供，U1为误差放大器输出，U2是比较器的输出。振荡器输出时钟CP驱动T触发器，或非门的逻辑输出为U3、U4，决定VT1和VT2通断。U3和U4两路信号之间有一定的死区，以保证VT1和VT2在开、关的交替时不会同时导通。当U1降低时，U2加宽，VT1和VT2的导通时间减小。当U1增加时，VT1和VT2的导通时间增加。,4.典型应用,SG3524的稳压过程如下：设负载电流增大，使UO减小,当晶体管的电流过大时，电流采样电阻R9上的压降将增加，从而使限流放大器的输出U1为低电平，使VT1和VT2关断。当SG3524的10脚加高电平时，也可以迫使U1下降，VT1和VT2关断。由于SG3524可以在较高的频率下工作，VT1和VT2应选用高频开关管。变压器应采用高频变压器，滤波电感和滤波电容都可以选用较小的数值。,