在之前我們介紹了很多直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計,不過我們之前介紹的電路,包括分立元件組成的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路及集成穩(wěn)壓器均屬于線性穩(wěn)壓電路,這是由于其中的調(diào)整管總是工作在線性放大區(qū)。
線性穩(wěn)壓電路的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)整方便,輸出電壓脈動較小。但是這種直流穩(wěn)壓電源的主要缺點是效率低,一般只有20%—40%。
直流穩(wěn)壓電源由于調(diào)整管消耗的功率較大,有時需要在調(diào)整管上安裝散熱器,致使電源的體積和重量增大,比較笨重。
在一開始我們就提到直流穩(wěn)壓電源的很多缺點,像效率很低,體積大,不易于攜帶,因此我們有必要去設(shè)計一種工作效率高,并且效率也很高,那就是我們的開關(guān)電源的設(shè)計。
先來介紹一下開關(guān)電源,開關(guān)電源的分類還有很多種,如果按開關(guān)管與負載的連接方式分:串聯(lián)型和并聯(lián)型;按開關(guān)器件的激勵方式分:自激式和他激式;按穩(wěn)壓的控制方式分:脈沖寬度調(diào)制型(PWM)、脈沖頻率調(diào)制型(PFM)和混合調(diào)制(即脈寬-頻率調(diào)制)型。
直流穩(wěn)壓電源按開關(guān)管的連接和工作方式分:單端式、推挽式、半橋式和全橋式;按開關(guān)管的類型分:晶體管、VMOS管和晶閘管。
這個直流穩(wěn)壓電源工作原理我們可以先分析一下如果當(dāng) ut < uA 時,uB = + UOPP,調(diào)整管VT飽和導(dǎo)通,L存儲能量,C充電;uE =UI -UCES,VD截止。
當(dāng) ut > uA 時,uB = -UOPP,調(diào)整管VT截止, L釋放能量,其感應(yīng)電動勢使D導(dǎo)通,uE =-UD,VD導(dǎo)通。
當(dāng)發(fā)射極電位是高低交替的脈沖波形,經(jīng) LC 濾波電路后,負載上得到較平滑的輸出電壓,這里我們最關(guān)心的輸出電壓,對于一定的UI值,通過調(diào)節(jié)占空比即可調(diào)節(jié)輸出電壓UO。D越大,輸出電壓UO越大,故稱脈寬調(diào)制(PWM)型開關(guān)穩(wěn)壓電源。
其實直流穩(wěn)壓電源開關(guān)電源自己本身是具有穩(wěn)壓能力的,因為當(dāng)輸出電壓升高時經(jīng)電壓比較器使uB的波形中高電平的時間減小,低電平的時間增加,調(diào)整管VT的導(dǎo)通時間ton變小,所以占空比變小D,又造成輸出電壓的降低。
不知道大家看懂了沒有開關(guān)直流穩(wěn)壓電源相比線性電源設(shè)計還是挺難的,但是我們只要了解下其工作原理,知道怎么回事,不至于成為一個電子盲就行。