《开关稳压电源》PPT课件

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1、15.5开关稳压电源15.5.1开关稳压电源的稳压原理15.5.2PWM控制器（开关电源控制器）以上介绍的稳压二极管稳压电路和串联式稳压电源是模拟稳压电源。就串联式稳压电源而言，调整管是串联于输入和负载之间，输出电压的稳定是依靠调节调整管的管压降UCE来实现的，调整管工作于线性放大区，一般UCE有5~10V的电压降，调整管的功耗大，稳压电源的效率低。为克服模拟稳压电源功耗大的缺点，可采用开关型稳压电源。开关稳压电源中的调整管工作在开关状态，在调整管截止时，穿透电流很小，消耗功率也很小，而管子饱和导通时，功耗为饱和压降UCES与集电极电流IC的乘积，管耗也较小。15.5.1开关稳压电源的稳

2、压原理以串联开关型稳压电源为例，介绍开关稳压电源的工作原理，原理图如图15.5.1所示。图中是未经稳压的的直流输入电压，晶体管为开关管，uB为矩形波，控制开关管的工作状态，电感L和电容C组成滤波电路，VD为续流二极管。开关稳压电路主要由开关管、开关驱动电路和滤波电路组成。图15.5.1串联式开关型稳压电源原理图当uB为高电平时，VT饱和导通，电流经调整管向电感L充电，L开始存储能量，电容C开始充电。此时二极管截止，有当uB为低电平时，VT截止，此时VT管的射极电流为零，但是电感L以电流的形式放电，其感应电势令VD导通，给放电电流提供通路，所以VD称为续流二极管。同时C开始放电，维持负载上

3、的电流基本不变，此时有当电路中L和C的取值足够大时，可以保证在开关管VT截止期间，电感的能量不会放尽，此时电路的输出电压和负载电流均为连续的，图15.5.2显示了电路中各点的波形，其中ton是调整管导通时间，toff是截止时间，T是开关的动作周期。图15.5.2开关型稳压电源的波形图若忽略L上的压降，且电流连续时，输出电压平均值等于uE的直流分量，即占空比15.5.1.2驱动电路的工作原理由UO表达式可知当输入UI波动或者电路的负载电流发生变化而引起输出电压变化时，如果能在UO增大时，减小控制电压的占空比D或在UO减小时，增大占空比D，那么输出电压就可以获得稳定。驱动电路主要由取样电阻R

4、1、R2、基准源、误差放大器A1、三角波发生器和电压比较器A2组成。取样的反馈电压UF由R1、R2对UO分压得到，基准电压与反馈电压之差(VREF-UF)经A1放大后，作为电压比较器A2的阈值电压Up，将三角波发生器的输出与Up比较，得到开关管的控制信号。例如当UO升高时，有如下反馈调节过程脉宽调制型（PWM）开关电源15.5.2PWM控制器（开关电源控制器）开关电源控制器在串联开关型稳压电路中的应用如图15.5.3所示，它实际上就是一个脉冲宽度调制控制器，也适用于其他脉宽调制的场合。图15.5.3串联开关型稳压电路中PWM控制器的应用原理图下面介绍开关稳压电源控制器CW1524/252

5、4/3524的结构和工作原理。CW1524/2524/3524是一款性能优良、功能齐全的脉冲宽度调制控制器。15.5.2.1PWM控制器的结构开关电源控制器主要包括基准源、误差放大器、三角波发生器、比较器、保护电路、逻辑控制电路和晶体管输出级等部分。大功率的调整管、续流二极管、滤波电感和滤波电容器外接。CW1524/2524/3524内部方框图如下误差放大器的输出端从9脚引出，9脚和1脚之间跨接电阻可构成比例运送电路，以控制放大器的增益。为使放大器能稳定工作，可在放大器的输出端至地之间串入RC网络进行补偿。供给触发器；三角波和误差放大器的输出一起加到比较器的输入端，经逻辑控制电路，生成U

6、3、U4以控制输出级的晶体管。振荡器可输出方波和三角波，方波作为时钟提CW1524/2524/3524的主要功能有：（1）通过脉冲宽度调制，实现对输出电压的稳定；（2）为了防止输出级晶体管直通而烧毁，在两只晶体管转换的换瞬间，设置了两晶体管都不导通的死区时间；（3）可以接收外电路过流或短路信号，而迅速关断输出级晶体管，起保护作用。15.5.2.2PWM控制器的主要功能15.5.2.2PWM控制器的稳压功能设负载电流加大，UO下降，通过外电路，加到误差放大器上的反馈电压减小，误差放大器的输出U1增加，与三角波(锯齿波)比较后使VT1和VT2的导通时间增加，输出电压UO增加；反之，当负载电流

7、减小时，UO增加，反馈电压增加，误差放大器的输出U１减小，VT1和VT2的导通时间减小，输出电压UO减小，从而起到稳压作用。IL↑UO↓UF↓U1↑T1(T2)↑UO↑与T1对应与T2对应稳压过程用符号表示如下：15.5.2.3PWM控制器死区的设置由波形图可以看出两只晶体管存在都不导通的死区，死区是由逻辑控制电路实现的由波形图可以看出两只晶体管存在都不导通的死区，死区是由逻辑控制电路实现的。输出晶体管导通与否由或非门控制，或非门的