一文解析降压稳压器/转换器电路图设计

由于功率是许多设计中的关键参数，因此降压或“降压”稳压器被广泛使用。

虽然电阻器可以使电压下降，但功率会丢失，并且在当今使用的许多电池供电产品等应用中，功耗是一个关键因素。

因此，降压开关模式转换器或通常称为降压稳压器被广泛使用。

线性降压

降压转换的最基本形式是使用电阻器作为电位分压器或电压下降器。在某些情况下，也可以使用齐纳二极管来稳定电压。

这种形式的电压下降器或降压转换器的问题在于它在功率方面非常浪费。电阻器两端的任何电压都会以热量的形式消散，流过齐纳二极管的任何电流也会散热。这两种因素都会导致宝贵能量的损失。

基本降压转换器或稳压器

降压转换器或降压转换器的基本电路由电感器、二极管、电容器、开关和误差放大器以及开关控制电路组成。

降压稳压器的电路通过改变电感器从电源接收能量的时间量来工作。

在基本框图中，降压转换器或降压稳压器的工作可以看出，检测/误差放大器检测负载两端的输出电压，并产生控制开关的误差电压。

通常，开关由脉宽调制器控制，随着负载消耗的电流增加，开关保持导通的时间更长，电压趋于下降，并且通常有一个固定频率振荡器来驱动开关。

降压转换器操作

当降压稳压器中的开关导通时，电感两端出现的电压为Vin - Vout。使用电感方程，电感中的电流将以 （Vin-Vout）/L 的速率上升。此时二极管D是反向偏置的，不导通。

当开关断开时，电流仍必须流动，因为电感器工作以保持相同的电流流动。因此，电流仍然流过电感器并进入负载。然后，二极管 D 与流经它的电流二极管形成等于 Iout 的返回路径。

当开关断开时，电感两端的电压极性反转，因此通过电感的电流以等于-Vout/L的斜率减小。

降压转换器电路可以通过检查整个周期中不同时间的电流波形来进一步解释。

在降压转换器/开关稳压器的电流波形图中，可以看出电感电流是二极管和输入/开关电流的总和。电流流过开关或二极管。

还值得注意的是，平均输入电流小于平均输出电流。这是意料之中的，因为降压转换器电路非常高效，并且输入电压大于输出电压。假设一个完美的电路，那么电源输入等于电源输出，即 Vin ⋅ In = Vout ⋅ Iout。虽然在实际电路中会有一些损耗，但对于设计良好的电路来说，效率水平预计会高于 85%。

还将看到在输出端放置了一个平滑电容器。这有助于确保电压不会发生明显变化，尤其是在开关转换期间。还需要它来平滑发生的任何开关尖峰。

稳压器输入和输出滤波

开关模式电源稳压器的一个关键方面是输入和输出滤波。这是一个特殊的问题，因为在输入端发生开关。

实际上，输出端的纹波电压不仅取决于输出平滑度，更重要的是取决于输入滤波电容。

审核编辑：黄飞