《集成电子技术》15_5开关稳压电源.pptVIP

HIT集成电子技术电子教案------开关稳压电路 　　 15.5 开关稳压电源 15.5.1 开关稳压电源的稳压原理 15.5.2 PWM控制器（开关电 源控制器） 以上介绍的稳压二极管稳压电路和串联式稳压电源是模拟稳压电源。就串联式稳压电源而言，调整管是串联于输入和负载之间，输出电压的稳定是依靠调节调整管的管压降UCE来实现的，调整管工作于线性放大区，一般UCE有5~10V的电压降，调整管的功耗大，稳压电源的效率低。 为克服模拟稳压电源功耗大的缺点，可采用开关型稳压电源。开关稳压电源中的调整管工作在开关状态，在调整管截止时，穿透电流很小，消耗功率也很小，而管子饱和导通时，功耗为饱和压降UCES与集电极电流IC的乘积，管耗也较小。 15.5.1 开关稳压电源的稳压原理 以串联开关型稳压电源为例，开关稳压电源的结构原理图如图15.05.01所示，主要由开关管和滤波电路组成的主回路，以及驱动电路组成。图中UI是未经稳压的直流输入电压，晶体管为开关管，uB为矩形波，控制开关管的通断，电感L和电容C组成滤波电路，VD为续流二极管。 图15.05.01 串联式开关型稳压电源原理图 15.5.1.1 开关稳压电源的组成 当uB为高电平时，VT饱和导通，电流经调整管向电感L充电， L开始存储能量，电容C开始充电。此时二极管截止，有 当uB为低电平时，VT截止，此时VT管的射极电流为零，但是电感 L 以电流的形式释放能量，其感应电势令VD导通，给放电电流提供通路，所以VD称为续流二极管。同时C开始放电，维持负载上的电流基本不变，此时有 15.5.1.2 主回路的工作原理 当电路中L和C的取值足 够大时，可以保证在开关管 VT截止期间，电感的能量 不会放尽，此时电路的输出电压和负载电流均为连续的，图15.05.02显示了电路中各点的波形，其中 ton 是调整管导通时间，toff是截止时间，T是开关的动作周期。 图15.05.02 开关型稳压电源的波形图 若忽略L上的压降，且电流连续时，输出电压平均值等于uE的直流分量，即 占空比 15.5.1.3 驱动电路的工作原理 由UO表达式可知 当输入UI波动或者电路的负载电流发生变化而引起输出电压变化时，如果能在UO增大时，减小控制电压的占空比D或在UO减小时，增大占空比D ，那么输出电压就可以获得稳定。 驱动电路主要由取样电阻R1、R2、基准源、误差放大器A1、三角波发生器和电压比较器A2组成。取样电路的反馈电压UF由R1、R2对UO分压得到，基准电压与反馈电压之差(VREF-UF)经A1放大后，作为电压比较器A2的阈值电压Up，将三角波发生器的输出与Up比较，得到开关管的控制信号。 例如当UO升高时，有如下反馈调节过程 脉宽调制型（PWM）开关电源 15.5.2 PWM控制器（开关电源控制器） 开关电源控制器在串联开关型稳压电路中的应用如图15.05.03所示，它实际上就是一个脉冲宽度调制控制器，也适用于其他脉宽调制的场合。 图15.05.03 串联开关型稳压电路中PWM控制器的应用原理图 下面介绍开关稳压电源控制器CW1524/2524/3524 的结构和工作原理。 CW1524/2524/3524是一款性能优良、功能齐全的脉冲宽度调制控制器。 15.5.2.1 PWM控制器的结构 开关电源控制器主要包括基准源、误差放大器、三角波发生器、比较器、保护电路、逻辑控制电路和晶体管输出级等部分。大功率的调整管、续流二极管、滤波电感和滤波电容器外接。 CW1524/2524/3524内部方框图如下 图15.05.04 CW3524的内部框图 误差放大器的输出端从9脚引出，9脚和1脚之间跨接电阻可构成比例运送电路，以控制放大器的增益。为使放大器能稳定工作，可