開(kāi)關(guān)型調(diào)整器拓?fù)?/span> | |||||
Buck開(kāi)關(guān)型調(diào)整器 串接晶體管的高功耗和笨重的工頻變壓器使得線性調(diào)整器在現(xiàn)代電子應(yīng)用中失去了重要地位。而且,高功耗串接元件需要的大散熱片和大體積儲(chǔ)能電容增大了線性調(diào)整器的體積。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,電路的集成化使得電路系統(tǒng)的體積更小。一般的線性調(diào)整器輸出負(fù)載的功率密度僅為0.2~0.3W/in3,不能滿足電路系統(tǒng)小型化的要求。而且,線性電源適配器不能夠提供數(shù)字存儲(chǔ)系統(tǒng)所需要的足夠長(zhǎng)的保持時(shí)間。 取代線性調(diào)整器的開(kāi)關(guān)型調(diào)整器早在20世紀(jì)60年代就開(kāi)始應(yīng)用。一般的,這些新的15W電源適配器使用開(kāi)關(guān)晶體管將輸入直流電壓斬波成方波。方波由占空比調(diào)節(jié),并通過(guò)低通輸出功率濾波得到直流輸出電壓。 濾波器一般采用電感和輸出電容。通過(guò)調(diào)節(jié)占空比,可以控制經(jīng)過(guò)輸出電容濾波的電壓平均值。方波脈沖經(jīng)過(guò)低通濾波器濾波后得到的直流輸出電壓等于方波脈沖的平均值Buck開(kāi)關(guān)型調(diào)整器典型的拓?fù)浼捌洳ㄐ稳鐖D所示。 使用合適的LC濾波器可將方波脈沖平滑成無(wú)紋波直流輸出,其值等于方波脈沖的平均值。整個(gè)電路采用輸出負(fù)反饋,通過(guò)檢測(cè)輸出電壓并結(jié)合負(fù)反饋控制占空比,穩(wěn)定輸出電壓不受輸入網(wǎng)壓和負(fù)載變化的影響。 目前高頻開(kāi)關(guān)電源適配器的功率密度可達(dá)20W/in3,而且可以獲得與輸入隔離的多組輸出。它們無(wú)需工頻變壓器,效率達(dá)到75%~95%。有些DC/DC變換器功率密度可高達(dá)50w/in3 Buck調(diào)整器的基本符號(hào)和波形 補(bǔ)充: 電源適配器廠家介紹了以下開(kāi)關(guān)型調(diào)整器的恒頻工作方式,在這類(lèi)調(diào)整器中,功率器件的導(dǎo)通時(shí)間(Ton)是可調(diào)的,而整個(gè)開(kāi)關(guān)周期(T)是固定的,即開(kāi)關(guān)頻率(1/T)也是固定的。 比例Ton/T一般稱為占空比。在某些書(shū)中,占空比用Ton/(Ton+Toff)表示,其中Toff是功率器件的關(guān)斷時(shí)間,因此Ton+Toff=T。 除了恒頻工作方式,還有導(dǎo)通時(shí)間固定而頻率可調(diào)的工作方式,或者導(dǎo)通時(shí)間和頻率均可調(diào)的工作方式。 dl、di、dV、dv、dT和dt的用法不是很?chē)?yán)格,一般用來(lái)表示△l、△V和△的變化量。例如,△∥△t用導(dǎo)數(shù)d/dt表述,表示電流相對(duì)時(shí)間的變化量或波形的斜率。 12w電源適配器Buck調(diào)整器的基本工作方式 Buck調(diào)整器的基本電路如圖1。4所示。晶體管Q1與直流輸入電壓V串聯(lián),通過(guò)Q1硬開(kāi)通和硬關(guān)斷,在V1處產(chǎn)生方波電壓。采用恒頻控制方式,占空比可調(diào),Q1導(dǎo)通時(shí)間為T(mén)。Q1導(dǎo)通時(shí),V1點(diǎn)電壓為V(設(shè)Q1導(dǎo)通,壓降為零),電流通過(guò)串接電感L流入輸出端。Q1關(guān)斷時(shí),電感L產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì),使V1點(diǎn)電壓迅速下降到零,并變負(fù)值直至被二極管D1(也稱續(xù)流二極管)鉗位于-0.8V。 設(shè)此刻二極管D壓降也為零,則V點(diǎn)電壓波形為矩形波,如圖所示,T時(shí)段電壓為V,其余時(shí)段電壓為零。該方波的電壓平均值為V7/7。LC濾波器接于Ⅵ和V之間,它使輸出點(diǎn)V成為幅值等于V7。/7的無(wú)尖峰無(wú)紋波的直流電壓。 采樣電阻R和R2檢測(cè)輸出電壓V,并將其輸入誤差放大器(EA)與參考電壓V進(jìn)行比較。被放大的誤差電壓V被輸入到脈寬調(diào)制器(電壓比較器)PWM。PWM比較器的另一個(gè)輸入是周期為T(mén)的鋸齒波,如圖所示,其幅值一般為3V。PWM電壓比較器產(chǎn)生矩形波脈沖,即圖(c)中的V=,它從鋸齒波起點(diǎn)開(kāi)始到鋸齒波與誤差放大器輸出電壓交點(diǎn)結(jié)束。因此,PwM輸出的脈沖寬度T=與誤差放大器輸出電壓成比例。 PWM脈沖輸入到電流放大器并以負(fù)反饋方式控制開(kāi)關(guān)管Q1的通斷。其邏輯關(guān)系是:若輸入電壓V稍升高,則EA輸出電壓V將降低使鋸齒波與V交點(diǎn)提前,Q1導(dǎo)通時(shí)間T??s短使輸出電壓V0=VdcTon/T保持不變。同理,若V下降,則導(dǎo)通時(shí)間7正比的延長(zhǎng)使保持不變。Q1導(dǎo)通時(shí)間的改變使采樣電壓總是等于參考電壓,即V0R2/(R2+R1)=Vref。
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| 發(fā)布時(shí)間:2019.01.10 來(lái)源:電源適配器廠家 |
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