BOSHIDA模塊電源 電源基礎知識 開關穩壓器

開關穩壓器最簡單的形式，即用一個開關取代晶體管控制的可變電阻，它只有兩種狀態，完全導通或是完全關斷。因為它是對輸人電壓進行斬波，而我們需要一個穩定的輸出電壓，所以要增加一級輸出濾波。但濾波器是僅由儲能元件組成的，所以穩壓器可以由接近無損耗的元件組成。一個簡化的開關穩壓器如圖2.6所示。
開關管斷開時，開關管承受全部的輸入電壓，而開關管導通時，所有負載電流從中流過。理想狀況下，開關管在任何狀態下沒有損耗，理論上電路效率可以達100%。通過用相對高的頻率來控制開關管的導通時間和關斷時間(占空比，D),實現輸出電壓的調節控制。占空比可以從0變化到1,而增益方程為VouT=VIN x D。這樣D=0時，VouT=0，而D=1時，VouT=VIN 。這是通過一個脈沖寬度調制器(PWM)來實現的，通過它來控制所需要導通的時間，從而輸出濾波器可將相應的脈沖電壓轉換成期望的直流輸出電壓。圖2.7顯示了詳細的工作過程。
在圖2.7中，輸出濾波器由一個電感和電容組成，而電路中還有一個二極營，此二極管的作用是當開關管關斷時，給電感電流提供續流回路。圖2.7上方顯示的是一個占空比稍高于 50%的波形，下方的波形圖描述了斬波輸入電壓，在占空比的調節后得到了一個稍高于輸入電壓一半的平均輸出電壓。在實際應用場合中，我們會選擇一個尺寸、容量合適的電容來減少輸出紋波以滿足我們的要求。

審核編輯黃宇