集成化開關電源變換器

在實際應用中，經常需要多種供電電源，并且需要的電流通常在幾百毫安以內，這樣的電源若采用體積龐大的DC-DC變換模塊是不合適的，一方面成本較高，另外需要較大的PCB面積。

因此，小體積的集成化開關電源變換器應運而生。這些變換器內置控制電路和開關管，配合外圍電感、二極管，應用方式比較靈活。既可以產生正電源，又可以產生負電源，且電壓幅度也可以通過外置的反饋電阻控制。這類變換器雖然功率不大，但是可靠性很高。

下面介紹下應用廣泛的芯片LT1173LT1173穩壓原理不同于PWM電路，它控制的是開關脈沖的數目(稱為門控振蕩技術)。當輸出電壓過大時，內部振蕩器停止工作，停止功率變換，輸出電壓就會下降;當輸出電壓過低時，內部振蕩器恢復振蕩，開始功率變換，輸出電壓就會上升。PWM技術控制的是連續開關脈沖的占空比。

因此，在實際測試過程中，在LT1173的3腳(SW1：內部開關管的集電極)會看到周期脈沖的斷續現象，這就是內部穩壓機制在起作用。LT1173既可以工作在boost(亦稱step-up)模式，也可工作在buck(step-down)模式。今天先來介紹下升壓電路。?

升壓電路(LT1173應用于step-up模式)

高壓產生電路

如上圖所示，電路采用了DC-DC專用電路LT1173，其內部包含脈沖產生器、輸出開關管、比較放大電路。圖中LT1173的3腳(SW1)為內部開關管的集電極，L4為儲能電感，當開關管打開時，電感上將有線性增加的電流流過(注意，此時由于SW1引腳的電位為開關管的飽和壓降，所以C49存有的電荷將通過二極管D2向電容C36充電)，當開關管關閉時，電感上產生反電動勢，導致D4導通，向電容C49充電。同時，二極管D1導通，向C37、C38、C39、C49、C40充電(此時C36放電)。L3為抑制高頻噪聲的磁珠濾波電感，R12、C32構成RC濾波器，最終得到輸出電壓。由上分析可知，整流部分由二極管D1、D2、D4和電容C36、C37、C38、C39、C40、C49構成，這是一個三倍壓整流電路，每個二極管陰極對地電壓是不等的。下面簡單介紹下倍壓電路的工作原理，如下圖所示：

倍壓整流電路示意圖

如上圖所示是一個六倍壓整流電路示意圖，輸入交流信號Vi經過該電路整流后，在不同的二極管陰極輸出不同的電壓，串聯的二極管越多，最終得到的輸出電壓就越大。

與單管整流電路相比，倍壓電路廣泛應用于需要得到數千伏特以上直流電壓的變換器中，這是因為采用單管整流時，次級線圈上感應電壓的峰峰值為達到輸出電壓值的幅度，次級線圈匝數會很多，這樣就必須分層纏繞，由于線圈上感應電勢很大，如果絕緣措施不當，緊密挨在一起的線圈極易產生擊穿放電現象，從而將線圈、開關管燒毀。但是倍壓電路的輸出電壓是分攤在每個電容和二極管上，每個器件的應力參數卻不需要很高。

回到LT1173升壓電路，電阻R22、R27、R28構成分壓采樣電路，得到反饋電壓送至LT1173的反饋比較端FB(8腳)，根據LT1173的資料可知，內部參考電壓為1.245V，所以FB上的電壓會在這個值附近波動。電感值的計算較復雜，一般是根據輸出功率要求推算電感電流平均值;然后根據電感電流是線性變化的關系，推算出電感的峰值電流;再根據導通脈沖寬度時間，根據電感電壓、電流與電感量的積分方程式計算出電感量;然后根據磁芯的磁導率、最大飽和磁通量決定線圈的匝數(L4的詳細計算方法，可參考LT1173的手冊)。