ICO-083-S8A-T前述的串联反馈式稳压电路由于调整管工作在线性放大区,因此在负载电流较大时,调整管的集电极损耗(Pc=vceio)相当大,电源效率(n=Po/PI=voio/v1iI)较低,一般为40%~60%,有时还要配各庞大的散热装置。为了克服上述缺点,可采用开关式稳压电路,电路中的调整管工作在开关状态,即调

整管主要工作在饱和导通和截止两种状态。由于管子饱和导通时管压降ycEs和截止时管子的电流Jc∞都很小,管耗主要发生在状态开与关的转换过程中,电源效率可提高到75%~95%。由于省去了电源变压器和调整管的散热装置,所以其体积小、重量轻。它的主要缺点是输出电压中所含纹波较大,对电子设各的干扰较大,而且电路比较复杂,对元器件要求较高。但由于工艺已经成熟,而优点叉突出,已成为宇航、计算机、通信、家用电器和功率较大电子设备中电源的主流,应用日趋广泛。

开关稳压电源将来自市电整流滤波不稳定的直流电压变换成交变的电压,然后又将交变电压转换成各种数值稳定的直流电压输出,因此开关稳压电源又称为DC/DC变换器(或称直流/直流变换器)。开关稳压电路的种类很多。本节主要介绍用BJT和MOsFET作为开关管的串联(降压)型、并联(升压)型和推挽自激式变换型开关稳压电源的基本组成和工作原理。

开关式稳压电路的工作原理,串联(降压)型开关稳压电路.

串联型开关稳压电路原理框图如图10.3.1所示。它和串联反馈式稳压电路相比,主电路增加了二极管D和乙C组成的高频整流滤波电路以及产生固定频率的三角波电压(vT)发生器和比较器C组成的控制电路。图中vi是整流滤波电路的输出电压,vb是比较器的输出电压,利用vb控制调整管T,将v1变成断续的矩形波电压vE(uD)。当vA>vT时,vb为高电平,T饱和导通,输人电压v1经T加到二极管D的两端,电压vE等于vi(忽略管T的饱和压降),此时二极管D承受反向电压而截止,负载中有电流艺。流过,电感乙储存能量,同时向电容器C充电。输出电压uo略有增加。当va<uT时,vb为低电平,T由导通变为截止,滤波电感产生自感电势(极性如图所示),使二极管D导通,开关式稳压窀蹯,串联型开关稳压电路原理图.

于是电感中储存的能量通过D向负载RL释放,使负载RL继续有电流通过,因而常称D为续流二极管。此时电压vE等于-yD(二极管正向压降)。由此可见,虽然调整管处于开关工作状态,但由于二极管D的续流作用和L、C的滤波作用,输出电压是比较平稳的。图10.3.2画出了电流il①、电压ut、va、vB、vE(VD)和v。的波形。图中砂。n是调整管T的导通时间,to饪是调整管T的截止时间,t=tn+JtⅡ是开关转换周期。显然,在忽略滤波电感L的直流压降的情况下,输出电压的平均值为

u=t(n-uEs)+(-us)g≈nb=ab             (10.3.1)

式中g=JoⅡ/r称为脉冲波形的占空比。由式(10.3.1)可见,对于一定的y1值,在开关稳压电源的电压、电流波形图

vA、pT、vB波形 (b)pE波形

jL波形 (d)矽。波形

在整个开关周期r,当电感电流jL连续时的波形。电感电流j艺是否连续与y1、yo、I、f=+g着关,a=+越高或￡越大、九越易连续。φ直流稳压咆源,开关管T,二极管DZC滤波,取样电路三角波电压发生器.