控制器與穩(wěn)壓器實(shí)例對(duì)比 簡(jiǎn)化的降壓開(kāi)關(guān)電源實(shí)例

一、開(kāi)關(guān)電源的類型

1、電源的類型

（1）、性穩(wěn)壓器? ??

• 傳輸元件工作在線性區(qū)
• 僅限于降壓轉(zhuǎn)換

（2）、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器

• 傳輸元件開(kāi)關(guān)，在每個(gè)周期完全接通和完全切斷
• 包括一個(gè)電感器
• 多種拓?fù)洌ń祲?、升壓、降?升壓等）

（3）、充電泵

• 傳輸元件開(kāi)關(guān)，有些完全導(dǎo)通，而有些則工作在線性區(qū)
• 僅限電容器

2、為什么選用開(kāi)關(guān)電源

從上圖可以看出開(kāi)關(guān)電源的熱量損失Pd=12*0.61*10%=0.73W

線性穩(wěn)壓電源的熱量損失為Pd=（12-3.3）*2=17.4W

3、開(kāi)關(guān)電源VS線性穩(wěn)壓器

（1）、開(kāi)關(guān)電源

• 能夠提升電壓（升壓）
• 以及使電壓減低（降壓）甚至反相

具有較高的效率

• （2）線性穩(wěn)壓器
• 只能實(shí)現(xiàn)降壓
• 開(kāi)關(guān)電源

4、什么是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器

5、什么是 PWM

脈沖寬度調(diào)制（英文首字母縮寫(xiě)）

• 改變開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間的簡(jiǎn)單方法
• 占空比（tON與T 之比）
• 但是，我們不能采用一個(gè)脈沖輸出！需要一種實(shí)現(xiàn)

能量流動(dòng)平穩(wěn)化的方法

6、將脈沖輸出電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的電壓

需要某種將在開(kāi)關(guān)接通期間存儲(chǔ)能量而在開(kāi)關(guān)切斷時(shí)提供此能量的手段

• 在電子行業(yè)中有兩種主要儲(chǔ)能器件：電容器和電感器

7、實(shí)例：簡(jiǎn)化的降壓開(kāi)關(guān)電源

輸入電容器（C1） 用于使輸入電壓平穩(wěn)

• 輸出電容器（C2） 負(fù)責(zé)使輸出電壓平穩(wěn)
• 箝位二極管（D1） 在開(kāi)關(guān)開(kāi)路時(shí)為電感器提供一條電流通路
• 電感器（L1） 用于存儲(chǔ)即將傳送至負(fù)載的能量

8、降壓轉(zhuǎn)換器（降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器）

9、降壓轉(zhuǎn)換器基礎(chǔ)（電流和電壓波形）

10、升壓轉(zhuǎn)換器（升壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器）

11、升壓轉(zhuǎn)換器（電流和電壓波形）

我們會(huì)發(fā)現(xiàn)如果IC未啟動(dòng)時(shí)，電源、電感、二極管和負(fù)載也行形成了一個(gè)回路，這就增加了電路損耗，特別對(duì)功率要求比較敏感的場(chǎng)合應(yīng)用時(shí)，比如電池供電這樣會(huì)在系統(tǒng)未啟動(dòng)時(shí)就消耗了電能，我們常用同步升壓開(kāi)關(guān)電源來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。也可以在前面加個(gè)開(kāi)關(guān)。

12、降壓-升壓轉(zhuǎn)換器（電流和電壓波形）

這種電路可以輸出負(fù)壓，是個(gè)很好的應(yīng)用。

13、控制器與穩(wěn)壓器

14、控制器與穩(wěn)壓器實(shí)例對(duì)比

15、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器總結(jié)

（1）、優(yōu)點(diǎn)：

• 高效率
• VOUT》=《VIN
• 寬輸入電壓范圍
• 低功率耗散（小型散熱器）
• 高功率密度（Watt/cm
• 提供隔離（利用變壓器）
• 提供多個(gè)輸出（O/P）（利用變壓器）

（2）、缺點(diǎn)：

• EMI
• 瞬態(tài)響應(yīng)較慢
• 設(shè)計(jì)難度加大
• 較高的輸出紋波和噪聲

（3）、應(yīng)用：

• 高效型電源
• 高環(huán)境溫度
• 大的輸入至輸出電壓差
• 空間受限
• 高輸出功率

二、效率與Vout的關(guān)系

• 簡(jiǎn)化的功耗計(jì)算公式假設(shè)沒(méi)有電感器電流紋波，只有傳到損耗（包括功率FET 傳導(dǎo)損耗和同步FET 傳導(dǎo)損耗）
• 我們可以計(jì)算得出占空比越大，效率越高。
• 但同時(shí)我們還可以從不同類型的開(kāi)關(guān)電源得出，占空比越大，輸出電壓Vout越大。
• 因此，輸出電壓越大，效率越高。

三、同步與非同步

對(duì)于較高的VOUT，采用同步還是非同步并不太成問(wèn)題，較高的占空比時(shí)， 同步FET 或箝位二極管的功耗較少。

我們需要注意的是，在使用同步開(kāi)關(guān)電源時(shí)，如果使用穩(wěn)壓器可以放心使用，如果使用控制器需要注意，兩個(gè)管子的死區(qū)控制不好，很容易導(dǎo)致管子燒毀。因此建議使用穩(wěn)壓器型同步開(kāi)關(guān)電源。