开关稳压电源和线性稳压电源-.docx

开关稳压电源和线性稳压电源1、开关稳压电源和线性稳压电源开关稳压电源和线性稳压电源依据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的稳压电源。而在开关电源中则不一样，开关管〔在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管〕是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小；关——电阻很大。开关电源是一种比较新型的电源。它具有效率高，重量轻，可升、降压，输出功率大等优点。但是由于电路工作在开关状态，所以噪声比较大。通过下列图，我们来简洁的说说降压型开关电源的工作原理。如下图，电路由开关K〔实际电路中为三极管或者场效应管〕，2、续流二极管D，储能电感L，滤波电容C等构成。当开关闭合时，电源通过开关K、电感L给负载供电，并将部分电能储存在电感L以及电容C中。由于电感L的自感，在开关接通后，电流增大得比较缓慢，即输出不能立即到达电源电压值。肯定时间后，开关断开，由于电感L的自感作用〔可以比较形象的认为电感中的电流有惯性作用〕，将保持电路中的电流不变，即从左往右继续流。这电流流过负载，从地线返回，流到续流二极管D的正极，经过二极管D，返回电感L的左端，从而形成了一个回路。通过掌握开关闭合跟断开的时间〔即PWM——脉冲宽度调制〕，就可以掌握输出电压。假如通过检测输出电压来掌握3、开、关的时间，以保持输出电压不变，这就实现了稳压的目的。在开关闭合期间，电感存储能量；在开关断开期间，电感释放能量，所以电感L叫做储能电感。二极管D在开关断开期间，负责给电感L提供电流通路，所以二极管D叫做续流二极管。在实际的开关电源中，开关K由三极管或场效应管代替。当开关断开时，电流很小；当开关闭合时，电压很小，所以发热功率UI就会很小。这就是开关电源效率高的缘由。看过完两个关于电源的FAQ后，大家可能对电源的效率计算还不了解。在后面的FAQ中，我们将特地给大家介绍。常见的用于开关电源的芯片有：TL494，LM2575，LM2673，34064、3，51414等等。依据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。此外，还有一种使用稳压管的小电源。这里说的线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。调整管工作在线性状态下，可这么来理解：RW〔见下面的分析〕是连续可变的，亦即是线性的。而在开关电源中则不一样，开关管〔在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管〕是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小；关——电阻很大。工作在开关状态下的管子明显不是线性状态。线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压直流电源的特点是：输出电压比输入电压低；反应5、速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低；效率较低(如今常常看的LDO就是为了解决效率问题而出现的)；发热量大〔尤其是大功率电源〕，间接地给系统增加热噪声。工作原理：我们先用下列图来说明线性稳压电源调整电压的原理。如下列图所示，可变电阻RW跟负载电阻RL组成一个分压电路，输出电压为：Uo=UiRL/(RW+RL)，因此通过调整RW的大小，即可转变输出电压的大小。请留意，在这个式子里，假如我们只看可调电阻RW的值改变，Uo的输出并不是线性的，但假如把RW和RL一起看，则是线性的。还要留意，我们这个图并没有将RW的引出端画成连到左边，而画在右边。虽然这从6、公式上看并没有什么区分，但画在右边，却正好反映了“采样”和“反馈”的概念----实际中的电源，绝大部分都是工作在采样和反馈的模式下的，使用前馈方法很少，或就是用了，也只是帮助方法而已。让我们继续：假如我们用一个三极管或者场效应管，来代替图中的可变阻器，并通过检测输出电压的大小，来掌握这个“变阻器”阻值的大小，使输出电压保持恒定，这样我们就实现了稳压的目的。这个三极管或者场效应管是用来调整电压输出大小的，所以叫做调整管。像图1所示的那样，由于调整管串联在电源跟负载之间，所以叫做串联型稳压电源。相应的，还有并联型稳压电源，就是将调整管跟负载并联来调7、节输出电压，典型的基准稳压器TL431就是一种并联型稳压器。所谓并联的意思，就是象图2中的稳压管那样，通过分流来保证衰减放大管射极电压的“稳定”，或许这个图并不能让你一下子看出它是“并联”的，但细心一看，的确如此。不过，大家在此还要留意一下：此处的稳压管，是利用它的非线性区工作的，因此，假如认为它是一个电源，它也是一个非线性电源。为了便于大家理解，回头我们找一个理适合的图来看，直到可以简明地看懂为止。由于调整管相当于一个电阻，电流流过电阻时会发热，所以工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的热，导致效率不高。这是线性稳压电源的一个最主要的一个8、缺点。想要更具体的了解线性稳压电源，请参看模拟电子线路教科书。这里我们主要是关心