buck開關(guān)型調(diào)整器拓撲
信息來源：本站 日期：2017-06-12
buck開關(guān)型調(diào)整器拓撲
基本工作原理：線性調(diào)整器串接晶體管的高損耗使它很難在輸出大于SA的場合應(yīng)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(diào)。這樣的線性調(diào)整器輸出負載的功率密度僅為0.2一0.3W/in3，不能滿足電路系統(tǒng)小型化的要求。
取代線性調(diào)整器的開關(guān)型調(diào)整器早在20世紀(jì)60年代就開始應(yīng)用。它將快速通斷的晶體管置于輸入與輸出之間，通過調(diào)節(jié)通斷比例（占空比）來控制輸出直流電壓的平均值。該平均電壓由可調(diào)寬度的方波脈沖構(gòu)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紋波直流輸出，其值等于方波脈沖的平均值。整個電路采用輸出負反饋，通過檢測輸出電壓并結(jié)合負反饋控制占空比，穩(wěn)定輸出電壓不受輸入網(wǎng)壓和負載變化的影響。目前這種開關(guān)型調(diào)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所示為最早的開關(guān)型調(diào)整器-buck調(diào)整器。其中，開關(guān)器件Ql作為單JJ單擲開關(guān)與直流輸入電壓Vdc串聯(lián)。在開關(guān)周期y內(nèi)，Q1導(dǎo)通時間為To。。Q1導(dǎo)通時，Vl點電壓為Vd。（設(shè)Ql導(dǎo)通，壓降為零）。Ql關(guān)斷時，Vl點電壓迅速下降到零。若沒有鉗位二極管Dl（也稱續(xù)流二極管）將其鉗位于地，則Vl點電壓波形會降得很負而損壞Ql。設(shè)此刻二極管Dl壓降也為零，則Vl點電壓波形為矩形波，如圖1.4(b)所示，T。時段電壓為Vd。，其余時段電壓為零。該電壓的直流值（或稱平均值）為Vd。To。IT。L。C。濾波器接于Vl和Vo電壓之間，它使輸出點Vo成為幅值等于Vd。To。IT的無尖峰無紋波的直流電壓。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進行比較。被放大的誤差電壓Ve：被輸入到脈寬調(diào)整器（電壓比較器）PWM。
圖1.4 buck開關(guān)型調(diào)整器及其主要波形
PWM LC較器的另一個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，它從鋸齒波起點開始到鋸齒波與誤差放大器輸出電壓交點結(jié)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。交點提前，Ql導(dǎo)通時間
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