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标签:DCDC(109)稳压器(1832)转换器(2822)变压器(2717)

  1.功?#23454;?#33410;概述

  现代AC-DC和DCDC转换器通过有效的功率转换,为许多电子仪器,设备和系统提供了受控制?#27169;?#23433;全?#27169;?#39640;度稳压的直流电源。几年前,变压器,整流器和线性稳压器还是功率转换技术界的主流产品。但是就如同LED逐渐代替了普通灯泡,DC-DC转 换器也逐渐取代了线性稳压器,初级端的开关控制也逐渐取代了主流的50Hz变压器。过去十年中,开关稳压器技术得到极大的改进:新的电路,部件和材料被应用其间。这些改进使我们可以得到更好的电子性能,热力性能,同时大大减小了电源的尺寸,重量以及成本。时至今日,开关稳压器已被大量的使用,成为了DC-DC和AC-DC功率转化中最普遍的技术。

  1.1线性稳压器

  线性稳压器的功能是将一-个稳定的或者不稳定的输入源电压转换为一个稳定的输出电压。正常工作时,即使输入端的电压出现巨大的波动,输出端的电压仍可以保持稳定。这意味着稳压器不只可以过滤基频上的输入纹波,还可以过滤hi次或十次谐频上的输入纹波。这种稳压器的局限在于内?#35838;?#24046;放大反馈电路(error amplifier feedback cir-cuit)的反应速度。

  大多数的线性稳压器是用闭环控制的。这种稳压器如图1.1所示。传导晶体管(passtransistor)是其中的稳压元件一-它的内阻可变性可以有效的限制从输入端流至输出端的电流。为了得到想要的输出电压值,我们可以这样选择R/Ry的值,使其在放大器反相输入端的电压等于放大器正相输入端的参考电压Vr误差放大反馈回路的作用是使两个输入端之间的电压差保持为0.

  如果负载减小或输入电压增大,那么输出端电压将变大,放大器反相输入端的电压将高于其正相输入端的电压V,误差放大器输出端的电压为负值,传导晶体管的基极电压变小,最?#31449;?#20307;管的输出电压也将变小。又如果,负载增大或输入电压减小,放大器反相输入端的电压将下降,小于其E相输入端的电EVE传导晶体管的基极电压和输出电压变大,从而补偿了原本下降了的输出端电压。因此一个反馈回路可以同时调整由输入电压变化(线路调整Line regulation) 和负载变化(负载调整Load regulaTIon)所引起的电压变化。这里必须强调,为了提供--个稳定且精准的输出电压,爹考电压VE必领非常稳定,并具有极佳的温度系数。如果印刷电路板布?#33267;?#22909;,那么输出电压波动/噪音可以小于50uVp-p。

  图1.1是一个3引脚稳压器,其中没有画出短路保护电路。如果稳压器的输出端与地短接,晶体管将完全导通,从输入端流至输出端的电流将非常大,所以需要一 一个内部的次级保护电路来限制电流( 如图1.2所示)。电流限制是通过感应电阻Rs上的压降来实现的。当导通电流过大时,电压超过0.7V,晶体管Q,将导通并从晶体管Q:“偷走”电流,从而实现减小激励和限制输出电流的功能,这里LNTT = 0.7V/Rs.

  最大允许电流应当被设定为-一个高于正常操作时的最大电流的值。-般情况下,电流上限被设定为150%一200%的额定电流。由于稳压器在整个短路过程中?#21363;?#20110;工作状态,所以这期间稳压器其实一直处于过载状态。

  传导品体管在过热烧毁前,过热保护电路会使其停止工作,所以一 -些廉阶的线性稳压器的“短路保护”仅仅通过热保护电路来实现。这种保护电路也许可以保护稳压器,但是初级电源也许会因过热而出现?#25910;希?#22914;果在设计初级电源时,没有考虑从稳压器短路到保护电路切断稳压器期间加何处理这个短路电流。

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