开关稳压电源的工作原理

　　开关稳压电源的核心电路是DC/DC变换器，为了和线性稳压电源对比，下面以降压式DC/DC变换器为例，介绍开关稳压电源的基本工作原理。降压式DC/DC变换器的电路结构

　　VT被称为功率开关管，其作用可等效为能够高速动作的开关S。VD Z 为稳压二极管，用于产生基准电压(也称参考电压)U REF 。R 2 和R 3 被称为取样电阻，它们用来检测输出电压U O ，并分压产生反馈电压U F 。EA为误差放大器，它可将反馈电压U F 与基准电压U REF 进行比较放大，从而产生控制电压U C 。其中，误差放大器的工作原理与线性稳压电源完全相同。VD为续流二极管，用于延续电感L中的电流。L为滤波电感，因为流过较大的负载电流，也称功率电感。C为输出滤波电容。R L 为负载电阻。

　　与线性稳压电源不同的是，开关稳压电源具有PWM控制器。PWM控制器将控制电压U C 的变化转换为控制信号占空比D的变化，使功率开关管VT按照不同的占空比导通与关断，从而实现输出电压的改变。

　　当PWM控制器使功率开关管VT导通时，相当于开关S闭合。此时，输入电压U I 加到了滤波电感L左端，电压U L =U I ；经过一段时间t ON (t ON 称为导通时间)以后，PWM控制器使功率开关管VT关断，相当于开关S断开。此时，续流二极管VD导通，使滤波电感L左端电压为0V，即U L =0V。经过一段时间t OFF (t OFF 称为关断时间)以后，PWM控制器再次使VT导通，进入下一个开关周期，并一直重复下去。

　　导通时间t ON 与关断时间t OFF 之和为开关周期T，即T=t ON +t OFF 。通常开关周期T是固定不变的，当导通时间t ON 变长的时候，关断时间t OFF 就相应的变短。导通时间t ON 与开关周期T的比值叫做占空比，用D来表示，即D=t ON /T。

　　原理是：稳流工作时，电压环饱和，电压环输出大于电流给定，从而电压环不起作用，只有电流环工作；在稳压工作时，电压环退饱和，电流给定大于电压环的输出，电流给定运算放大器饱和，电流给定不起作用，电压环及电流环同时工作，此时的控制器为双环结构。

　　这种控制方式使得输出电压、输出电流均限制在给定范围内，具体的工作方式由给定电压、给定电流及负载三者决定。

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