什么是開關(guān)穩(wěn)壓器？

　　開關(guān)穩(wěn)壓器，英文(regulatior)，有人叫它調(diào)節(jié)器、穩(wěn)壓源。實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，就是需要控制系統(tǒng)(負(fù)反饋)，從自動(dòng)控制理論中我們知道，當(dāng)電壓上升的時(shí)候通過(guò)負(fù)反饋把它降低，當(dāng)電壓下降的時(shí)候就把它升上去，這樣形成了一個(gè)控制的環(huán)路。如圖中的方框圖是 PWM(脈寬控制方式)，當(dāng)然還有其他如：PFM(頻率控制方式)、移相控制方式等。

　　2、開關(guān)穩(wěn)壓器的主要分類

　　按照輸入電壓與輸出電壓的關(guān)系，開關(guān)穩(wěn)壓器主要分為降壓型（BUCK）與升壓型（BOOST），及降壓 / 升壓型（BUCK/BOOST），本文主要針對(duì)前兩種做說(shuō)明。

　　3、開關(guān)穩(wěn)壓器的調(diào)制方式

　　脈寬調(diào)試方式(PWM): 周期性的改變開關(guān)的導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間的簡(jiǎn)單方法

　　圖 1

　　占空比：開通的時(shí)間 Ton 與開關(guān)周期 T 的比值，ton(開通時(shí)間) + toff(關(guān)斷時(shí)間) = T(開關(guān)周期)，占空比 D=ton / T。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。通過(guò)很多的脈沖，高頻地切換，將在開關(guān)接通期間存儲(chǔ)能量而在開關(guān)切斷時(shí)提供此能量的手段，從而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的電壓。

　　4、 降壓轉(zhuǎn)換器（BUCK）的工作模型

　　圖 2 降壓轉(zhuǎn)換器（BUCK）的工作模型

　　開關(guān)電源是一個(gè)閉環(huán)的控制系統(tǒng)，如上圖 3 我們可以把開關(guān)電源的電流比喻為水流，輸入電容就是一個(gè)高的蓄水池、輸出電容是一個(gè)小的蓄水池，把一小杯一小杯的水從大水池傳送到小水池，通過(guò)控制傳送的間隔時(shí)間和水杯的水量從而實(shí)現(xiàn)小水池固定的水量，當(dāng)輸出的水量低了，就增加杯子的水量，當(dāng)輸出的水量高了，就減少杯子的水量。

　　圖 3 簡(jiǎn)化的降壓開關(guān)電源

　　如上圖 4 是一個(gè)簡(jiǎn)化的降壓的開關(guān)電源，為了方便電路的分析，先不加入反饋控制部分。

　　狀態(tài)一：當(dāng) S1 閉合時(shí)，輸入的能量從電容 C1，通過(guò) S1→電感器 L1→電容器 C2→負(fù)載 RL 供電，此時(shí)電感器 L1 同時(shí)也在儲(chǔ)存能量，可以得到加在 L1 上的電壓為：Vin-Vo=L*di/dton。狀態(tài)二：當(dāng) S2 關(guān)斷時(shí)，能量不再是從輸入端獲得，而是通過(guò)續(xù)流回路，從電感器 L1 存儲(chǔ)的能量→電容 C2→負(fù)載 RL→二極管 D1，此時(shí)可得式子：L*di/dtoff= Vo，  我們可以得出 Vo/Vin=D，而 Vo 永遠(yuǎn)是小于 Vin 的，因?yàn)檎伎毡?D≤1。

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