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产品描述

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(4)混合调制式:它是(1)、(2)两种方式的组合。开关周期和脉冲宽度都不固定,均可调节。它包含了PWM控制器和PFM控制器。变换器有多种电路形式,常用的有工作波形为方波的PWM变换器以及工作波形为准正弦波的谐振型变换器。
对于串联线性稳压电源,输出对输入的瞬态响应特性主要由调整管的频率特性决定。但对于开关型稳压电源,输入的瞬态变化比较多地表现在输出端。在提高开关频率的同时,由于反馈放大器的频率特性得到改善,开关电源的瞬态响应问题也能得到改善。负载变化瞬态
以上4种工作方式统称为“时间比率控制”(简称TRC)方式,其中以PWM控制器应用较广。
需要指出的是,PWM控制器既可作为一片独立的集成电路使用(例如UC3842型脉宽调制控制器),亦可被集成在开关稳压器中(例如LM2596型开关稳压器集成电路),或集成在开关电源中(例如TOP271型单片开关电源集成电路)。其中,开关稳压器属于DC/DC变换器,开关电源一般为AC/DC变换器。
二、脉宽调制控制器的基本原理
开关电源的电路比较复杂,其基本构成主要由以下5部分构成:①输入整流滤波器:包括从交流电到输入整流滤波器的电路;②功率开关管VT及高频变压器T;③控制电路(PWM控制器),含振荡器、基准电压源(UREF)、误差放大器和PWM比较器,控制电路能产生脉宽调制信号,其占空比受反馈电路的控制;④输出整流滤波器;⑤反馈电路。除此之外,还需增加偏置电路、保护电路等。其中,PWM控制器为开关电源的核心。
与线性电源相比,尽管开关电源的设计比较复杂,某些性能指标还比不上线性电源,且噪声较大,但开关电源的主要优势体现在电源效率、体积和重量等方面。尤其是构成大功率稳压电源时,在相同的输出功率条件下其体积比线性电源大为减小,成本也显著降低。
开关电源亦称低损耗电源,它本身消耗的能量很低。开关电源所用集成电路分两种:2531953436_small一种是单端或双端输出式PWM控制器,另一种是PFM控制器。二者均可构成无工频变压器的开关电源。由于它们是利用体积很小的高频变压器来实现电压转换及电网隔离,因此能省掉体积笨重的工频变压器。目前,开关电源的工作频率已从20kHz提高到几百千赫,甚至1MHz以上,电源效率亦随之提高;输出功率范围包括小功率(几十瓦)、中功率(几百瓦)、大功率(几千瓦)。开关电源的缺点是输出电压的稳定性较差,输出纹波及噪声较大,不适合制作精密稳压电源。一种改进方案是把它当做前级稳压器来使用,而把线性稳压器或低压差稳压器作为后级稳压器,构成两级稳压的、精密稳压电源。这种复合式电源兼有开关电源与线性电源之优点。
开关电源的效率一般在70%~85%之间,较高可达。即使配上后置线性稳压器构成复合式稳压电源,其效率仍可达60%~65%。而大多数线性电源(不含低压差线性稳压器)的效率仅为30%~40%。与线性电源相比,传统的20kHz开关电源的外形尺寸仅为线性电源的1/4,100~200kHz开关电源的外形尺寸是线性电源的1/8,而新型200kHz~1MHz开关电源的尺寸还可做得更小。开关电源在断电后输出电压的保持时间比线性电源更长,这是因投入供电和**低压差线性稳压器(VLDO)。按照输出电压的特点来划分,又有固定输出、可调输出、正压输出、负压输出、多路输出(含跟踪式输出)等多种形式。传统的标准线性稳压器的效率仅为45%左右,而LDO、VLDO在低压输入时的效率可达80%~95%。
开关电源被誉为节能电源,它代表着稳压电源的发展方向,现已成为稳压电源的主品。开关电源内部的关键元器件工作在高频开关状态,本身消耗的能量很低,电源效率可达70%~,比标准线性电源提高近一倍。开关电源集成电路主要包括以下4种:脉冲宽度调制(简称脉宽调制或PWM)器、脉冲频率调制(简称脉频调制PFM)器、开关稳压器、单片开关电源。
从电路原理上划分,稳压器可分成串联调整式线性稳压器、并联调整式线性稳压器和开关稳压器这三种类型,它们的等效电路分别RS代表线性稳压器内部调整管的等效电阻,S代表开关稳压器中的功率开关管。串联调整式线性稳压器的调整管与负载电阻RL相串联,调整管工作在线放大区。其输出电压UO就等于输入电压UI减去调整管的压降UD。显然,当UO(或UI)发生变化时,通过线性地调节调整管的压降,即可使UO保持稳定。



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