buck開(kāi)關(guān)型調整器拓撲
信息來(lái)源：本站 日期：2017-06-12
buck開(kāi)關(guān)型調整器拓撲
基本工作原理：線(xiàn)性調整器串接晶體管的高損耗使它很難在輸出大于SA的場(chǎng)合應用。因為高損耗要求大體積的散熱器，而大體積的散熱器及笨重的工頻變壓器與電路其他部件的集成小型化很不協(xié)調。這樣的線(xiàn)性調整器輸出負載的功率密度僅為0.2一0.3W/in3，不能滿(mǎn)足電路系統小型化的要求。
取代線(xiàn)性調整器的開(kāi)關(guān)型調整器早在20世紀60年代就開(kāi)始應用。它將快速通斷的晶體管置于輸入與輸出之間，通過(guò)調節通斷比例（占空比）來(lái)控制輸出直流電壓的平均值。該平均電壓由可調寬度的方波脈沖構成，方波脈沖的平均值就是直流輸出電壓。
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)電路采用輸出負反饋，通過(guò)檢測輸出電壓并結合負反饋控制占空比，穩定輸出電壓不受輸入網(wǎng)壓和負載變化的影響。目前這種開(kāi)關(guān)型調整器功率密度可達l_4W/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。有些DC/DC變換器功率密度可高達40- 50W/in3。圖1.4所示為最早的開(kāi)關(guān)型調整器-buck調整器。其中，開(kāi)關(guān)器件Ql作為單JJ單擲開(kāi)關(guān)與直流輸入電壓Vdc串聯(lián)。在開(kāi)關(guān)周期y內，Q1導通時(shí)間為T(mén)o。。Q1導通時(shí)，Vl點(diǎn)電壓為Vd。（設Ql導通，壓降為零）。Ql關(guān)斷時(shí)，Vl點(diǎn)電壓迅速下降到零。若沒(méi)有鉗位二極管Dl（也稱(chēng)續流二極管）將其鉗位于地，則Vl點(diǎn)電壓波形會(huì )降得很負而損壞Ql。設此刻二極管Dl壓降也為零，則Vl點(diǎn)電壓波形為矩形波，如圖1.4(b)所示，T。時(shí)段電壓為Vd。，其余時(shí)段電壓為零。該電壓的直流值（或稱(chēng)平均值）為Vd。To。IT。L。C。濾波器接于Vl和Vo電壓之間，它使輸出點(diǎn)Vo成為幅值等于Vd。To。IT的無(wú)尖峰無(wú)紋波的直流電壓。采樣電阻Rl和R2檢測輸出電壓Vo，并將其輸入誤差放大器(EA)與參考電壓Vref進(jìn)行比較。被放大的誤差電壓Ve：被輸入到脈寬調整器（電壓比較器）PWM。
圖1.4 buck開(kāi)關(guān)型調整器及其主要波形
PWM LC較器的另一個(gè)輸入是周期為了的鋸齒波，如圖1.4(a)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1.4(c)中的Vwm，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)結束。因此，PWM輸出的脈沖寬度To。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反饋方式控制開(kāi)關(guān)管Ql的通斷。其邏輯關(guān)系是：若輸入電壓Vdc稍升高，則EA輸出電壓Ve。將降低使鋸齒波與Ve。交點(diǎn)提前，Ql導通時(shí)間
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