開關(guān)穩(wěn)壓器電路原理圖解說明

開關(guān)穩(wěn)壓器的工作原理是從輸入源吸取少量能量，然后逐步將其傳輸?shù)捷敵龆恕＿@項(xiàng)任務(wù)是通過使用電子開關(guān)（以預(yù)定頻率工作）來實(shí)現(xiàn)的，該開關(guān)就像輸入能源和輸出之間的門一樣工作。該柵極控制傳輸?shù)捷敵鲐?fù)載的電荷量。開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓取決于開關(guān)保持閉合的時間。如果開關(guān)的關(guān)斷時間較長，則傳遞到輸出負(fù)載的能量較少，因此平均輸出電壓將很低。如果開關(guān)的關(guān)斷時間較短，則更多的能量將傳遞到輸出負(fù)載，從而獲得更好的平均輸出電壓。基本開關(guān)穩(wěn)壓器的原理圖如下所示。

當(dāng)開關(guān) S1 閉合電容 Cout 時，Cout 充電，當(dāng)開關(guān) S1 打開時，Cout 通過負(fù)載放電。S1的占空比決定了向輸出負(fù)載傳遞多少能量。簡單來說，電容器Cout用作濾波器，將來自開關(guān)的脈沖波形轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電壓。輸出電壓始終是輸入電壓和開關(guān)占空比的函數(shù)。

實(shí)用開關(guān)穩(wěn)壓器的原理圖如上所示。該電路有兩個附加元件：肖特基二極管D1和電感L1。幾乎所有開關(guān)穩(wěn)壓器電路中都存在這兩種元件，它們極大地提高了電路的性能。讓我們看看二極管和電感如何改善穩(wěn)壓電路的性能。

當(dāng)開關(guān)S1閉合時，電感L1通過產(chǎn)生相反的電磁場來對抗上升電流，這使得二極管D1反向偏置，其行為類似于開路開關(guān)。當(dāng)開關(guān)S1開路時，電感L1中感應(yīng)的電磁場將放電，從而產(chǎn)生反極性電流。這使得二極管D1正向偏置，它將保持在導(dǎo)通級，直到電感中的磁場變?yōu)榱?。簡單來說，這個動作類似于輸出電容的充電和放電。因此，電感和二極管的共同作用提高了輸出電容器的濾波能力，從而提高了電路效率。