開(kāi)關(guān)電源 降壓 升壓 變壓器

1、開(kāi)關(guān)電源 降壓 升壓 變壓器第1頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三基本知識(shí)補(bǔ)充1.二極管（符號(hào)，伏安特性曲線(xiàn)）2.運(yùn)放的輸入輸出關(guān)系曲線(xiàn)3.比較器的功能4.N溝道MOSFET的特性第2頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三二極管 可以把二極管近似看作一個(gè)開(kāi)關(guān)：當(dāng)其正極電壓大于負(fù)極電壓0.7V時(shí)，開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；其他情況，則視為斷開(kāi)。第3頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三運(yùn)放運(yùn)放是一種把同相輸入端和方向輸入端之間壓差（圖Up-Un），放大10000倍以上的電壓放大器。 Vout=K*(Up-Un) K10000第4頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月2

2、0日，9點(diǎn)9分，星期三N溝道MOSFET 如左圖，當(dāng)NMOSFET管G、S之間的壓降大于Vt時(shí)，D、S之間導(dǎo)通；反之，D、S之間關(guān)斷。它是一個(gè)G、S壓降大小，控制的開(kāi)關(guān)第5頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三比較器 如圖1所示，比較器有兩個(gè)輸入端：同相輸入端(“+” 端) 及反相輸入端(“-”端)，有一個(gè)輸出端Vout(輸出電平信號(hào))，另外有電源V+及地。同相端輸入電壓VA，反相端輸入電壓VB。如圖1(b)所示，在時(shí)間0t1時(shí)，VAVB， Vout輸出高電平；在t1t2，VBVA時(shí)Vout輸出低電平。第6頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三 開(kāi)關(guān)電源最基本的

3、兩種電路：Buck降壓電路，Boost升壓電路。NS杯兩個(gè)題目都要用到Buck降壓電路，我們著重介紹Buck電路原理。第7頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三Buck型降壓電路1.當(dāng)開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通時(shí)2.當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)第8頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三 定義占空比D 為T(mén)on/T，則輸入輸出電壓關(guān)系為Vout=Vin*D（能量守恒角度理解，濾波角度）第9頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三反饋的引入（板書(shū)）假設(shè)我們要做一個(gè)恒壓源，那么：1.當(dāng)輸入電壓擺動(dòng)時(shí)，輸出電壓會(huì)變化，無(wú)法穩(wěn)定在一個(gè)固定的值。2.當(dāng)輸出的電流變化時(shí)，根據(jù)電壓源模型，可知

4、輸出電壓也會(huì)變化。為了穩(wěn)定輸出電壓，我們必須引入電壓反饋。第10頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三反饋的原理（板書(shū)）1.當(dāng)輸出電壓變高時(shí)2.當(dāng)輸出電壓變低時(shí) 第11頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三完整的Buck恒壓電路經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)整，最后輸出電壓穩(wěn)定在Vout=R2*Vref/（R2+R1）第12頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三講到這里，大家有沒(méi)有什么問(wèn)題？第13頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三Buck恒流電路 輸出電流流過(guò)采樣電阻R1，產(chǎn)生壓降R1Io。這部分電壓作為反饋信號(hào)輸入反饋電路，整個(gè)電路就成了恒流

5、源。最后穩(wěn)定輸出的電流Io=Vref/R1。第14頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三Buck恒壓恒流源 因此，通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)讓誤差放大器同相端的輸入在電壓反饋信號(hào)和電流反饋信號(hào)之間切換，則可以在一個(gè)電路上分別實(shí)現(xiàn)恒壓恒流功能。第15頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三電感電容大小的確定電感近似計(jì)算公式： L=5(Vin-Vout)*Vout*T/(Vin*Iout) 其中Vin為輸入電壓，T為開(kāi)關(guān)的周期，Iout為輸出額定電流，Vout輸出額定電壓電容近似計(jì)算公式： C=0.2*65*10負(fù)六次方*Iout/Vor 其中Vor為輸出紋波電壓，一般取50mv。第16頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三制作開(kāi)關(guān)電源的注意事項(xiàng)1.選用低導(dǎo)通電阻的MOSFET管和驅(qū)動(dòng)波形的快速上升下降是提高開(kāi)關(guān)電源效率的關(guān)鍵。2.反饋回路盡量短，遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域（如電感，變壓器）可以防止電源震蕩自激。3.選取續(xù)流二極管和電感時(shí)，要注意所選器件的額定電流大于電源輸出電流。所選濾波電容的耐壓要大于輸出電壓，電容的正負(fù)管腳不要接反。第17頁(yè)，共19頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)9分，星期三Boost升壓電源1.MOSFET關(guān)斷時(shí)（能量角度為什么能升壓）2.MOSFET導(dǎo)通時(shí)第18頁(yè)，共19