当前课程知识点：模拟电子技术基础(应用部分) > 第八周 > 10.16 串联开关型稳压电路 > 串联开关型稳压电路
开关型稳压电源有两种不同的类型
下边呢 我们就来看
串联开关型稳压电路
首先看电路的组成
和它的工作原理
这就是串联型开关稳压电路
它的基本电路图
这是调整管
注意 我们看这个调整管和负载
是串在一起的
所以呢 称它为串联型的
那在这个电路里边
这个调整管是工作在开关状态
它的基极受一个电压的控制
这个电压呢
除了高电平就是低电平
来控制调整管
要么是饱和导通
要么是处在截止状态
然后我们再来看
在这个电路里边还有一只二极管
它叫做续流二极管
注意看 这是一个电感电容滤波
这个电感是带有磁心的
所以是一个大容量的电感
当这只管子断开的时候
由原来饱和导通到截止
由相当于开关闭合到断开
那么L上要产生感生电动势
来阻止这个电流的消失
因此就续流二极管
给它提供了一个通路
使得这个L的电流
在维持一个原来的方向
LC 就是滤波电路
然后电容上头的电压
就是输出电压
这就是它的基本组成
而在这里不管是调整管
还是那个二极管
它们都工作在开关状态
近似分析的时候
把它们都看成理想开关
所谓理想开关
就是当开关闭合的时候
这个开关上的压降是零
当开关断开的时候
它流过的电流是零
所以下面我们来看它的工作原理
说如果给调整管的b极加高电平
那这时候调整管就导通了
这个地方加高电平
足以使得它饱和导通
所以 这儿有讲究的 是吧
得幅值足够大
那这时候这个里头的电路
等效的电路就可以是这样的
就是这只三极管相当于开关闭合
而一旦三极管相当于开关闭合
那么二极管所承受的电压
就是输入的这个电压
上边是正下边是负
上边是正下边是负
于是二极管就是截止的了
然后我们可以看到
这个UI就会对这一部分电路
对它来讲就是一个储能的
这样的一个过程
所以呢 就是三极管饱和导通
二极管截止
那么 uE近似的就是UI
L在这时候储能
然后C呢就充电了
当然要注意
这里头也可能C还放电
那么在这个过程里边
就要看这些电压之间的关系了
我们不用研究的那么细致
我们知道这时候
L储能C充电
就可以了解它基本的工作原理
这是一种情况
就是三极管在外边电压的控制下
uB=UH使它饱和导通
那下面我们再看
如果你给基极是一个低电平
足以使得它截止了
于是这时候电路不一样了
三极管就断开了
一旦它断开我们知道
这个感生电动势的方向
应该维持着原来它电流的方向
于是在这儿感生电动势的方向
就是左边是负右边是正
那么它作为一个电动势
那这时候回路会产生电流
这个续流二极管就起作用了
这时候它承受的正向的电压
从而产生回路电流
也就是说调整管的基极
加低电平的时候
调整管截止而二极管导通了
那这时候的uE就是负的UD
就是二极管的导通电压
二极管的导通电压
L就释放能量
而这时候C呢 同时也放电
我们看到就是不管是
uB给了高电平还是低电平
负载上所获得的
电流方向是一样的
它是一个直流的一个电压
那么我们分析一下
它们的工作的波形
这个呢就是在uB所加的矩形波
来控制调整管什么时候导通
什么时候截止
我们设在一个周期里边
它的导通时间是Ton
截止时间是Toff
那么对应的e端的这个电位
就是这儿之间的
这个电压是什么呢
当它导通的时候我们就认为
说这个UI全部的
传递到了这个e端
所以导通这一部分这就是UI
这是把晶体管
把调整管理想化之后
而一旦晶体管截止了
二极管导通e端所得到的电位
是一个负的UD
是一个负的二极管的导通压降
然后对应着uB就有uE的
这样的一个波形存在
而我们前面学过了LC
它的滤波电路
那这时候UO得到的平均值
就是对于这个滤波电路
LC滤波电路输入电压的平均值
所以我们在这儿就去求平均值
那么UO的平均值近似的是T 注意
T分之Ton
就是它导通的时间
乘上那个UI
再加上它截止的时间
那一段乘上-UD
那么近似的就等于占空比乘上UI
就是因为这负UD数值很小
而UI数值大
所以我们把后边的部分
把它忽略掉
就得到了 是占空比乘上UI
这就是得到了
这个电路的输出的电压
那么在这里关键技术是什么呢
就是开关电源这样一个思想
很早就有了
那么实现是这些年来
就是它用的越来越多
尤其是这个数字化的今天
那么在数字系统和数字电路里边
基本上都用开关电源
那它的关键技术就在于
又得是大功率管又得是高频管
我们在学管子的时候曾经讲到过
管子的结面积
决定了这个管子本身
它的结电容
而大功率管它结面积就要大
所以它的结电容就大
结电容就大
它的上限截止频率就会低
因此做大功率的
而且是高频的管就成为
在制作工艺里边的一个难题
那当然现在已经解决了
再有呢 就是要高质量的磁性材料
因为在输出你要得到
一个很平缓的
这样的一个直流电压
那这个滤波的电感应该比较大
如果还是用原来铁芯来做的话
那就很笨重了
所以需要高质量的磁性材料
使得这个电感能是一个
比较大的电感
这样才能得到很好的滤波的效果
当然现在这个问题也解决了
那它的稳压的原理
应该是怎么样的呢
如果某种原因
使得输出电压升高了
使得它高了 我要让它降回来
从它表达式上我们就知道
你应该减小占空比
反之如果输出电压
因为某种原因
因为负载或者电网电压波动
它降低了
那么你就应该增大占空比
这样才能使得这个输出的电压
是一个稳定的电压
也就是说这个电路如果光是这样
它不是一个稳压电源
那么怎么才能稳压呢
我们来看它的稳压原理
就是在这儿加一个控制
这种控制叫做脉冲宽度
调制式的一个控制
那它的办法就是UO增大了
就减小它导通的时间
减小占空比 从而UO减小
使得输出电压基本稳定
那么 PWM这样的一个电路
是有现成的集成电路卖的
那它里边的电路
是什么样的电路呢
那大家可以想象
因为你要控制这个地方
那它一定有一个
矩形波的发生电路
而且这个矩形波
你还要能够改变它的占空比
所以在这个电路里边
要比串联型稳压电路里边
比较放大器那一部分
它要复杂的多
里边基本上是矩形波-
三角波发生电路
还得有比较器
至少有这样一些部分
你才能够做到上边这样一种效果
关于这一部分呢
大家可以看有关资料里边
有对内部电路的一些分析
当然 我们可以看到
既然里边要有
矩形波发生电路什么的
那它自己本身
还是需要有一个电源供电
只不过这个电源
可能是一个很小功率的
它就能够正常工作了
稳压的这样一种方式
还有其它类型的控制方式
比如说脉冲频率调制式
也就是说当这UO增大的时候
我要让它的频率下降
也就是它的周期上升
但是脉宽不变
那么它的占空比也会下降
输出电压也会下降
当输出由某种原因下降的时候
这里面所有的箭头
都调一个方向
还有一种呢从稳压这个角度
更好的就是混合调制式
当这电压升高的时候
一方面我们使得周期增大
一方面我们使导通时间减小
双管齐下从而使得占空比减小
使得输出电压降低
从而使得输出电压得到稳定
从前面的分析我们可以看到
说串联开关型稳压电路当中
它的输出电压
一定是小于输入电压的
所以这种电路也称为降压型电路
-7.1模拟电子技术基础（应用部分）概述
-7.2 由集成运放组成的运算电路概述
-7.3 反相输入比例运算电路
-7.4 同相输入比例运算电路
-7.5 反相求和运算电路
--反相求和运算电路
-7.6 同相求和运算电路
--同相求和运算电路
-实验一：单端输入双端输出电路
-7.7 加减运算电路
--加减运算电路
-7.8 关于比例及加减运算电路的讨论
-7.9 积分运算电路
--积分运算电路
-7.10 微分运算电路
--微分运算电路
-第一周作业
--第一周作业题
-EDA1 解一元多次方程
--解一元多次方程
-7.11 对数运算电路和指数运算电路
-7.12 模拟乘法器简介
--模拟乘法器简介
-7.13 模拟乘法器在运算电路中的应用
-实验二 正弦波电压倍频电路
-7.14 关于运算电路的讨论
-7.15 有源滤波器概述
--有源滤波器概述
-7.16 一阶低通滤波器
--一阶低通滤波器
-7.17 二阶低通滤波器
--二阶低通滤波器
-7.18 其它滤波器
--其它滤波器
-实验三 滤波电路的应用
--滤波电路的应用
-第二周作业
--第二周作业题
-8.1 正弦波振荡的条件
--正弦波振荡的条件
-8.2 正弦波振荡的组成及分类
-EDA2 正弦波振荡电路的起振和稳幅过程
-8.3 RC串并联选频网
--RC串并联选频网
-8.4 RC桥式正弦波振荡电路
-8.5 RC正弦波振荡电路的讨论
-实验四 正弦波振荡电路的测试
-8.6 变压器反馈式正弦波振荡电路
-8.7 电感反馈和电容反馈式正弦波振荡电路
-8.8 LC正弦波振荡电路的讨论
-第三周作业
--第三周作业题
-8.9 石英晶体正弦波振荡电路
-8.10 电压比较器概述
--电压比较器概述
-8.11 过零比较器
--过零比较器
-8.12 一般单限比较器
--一般单限比较器
-8.13 滞回比较器
--滞回比较器
-8.14 窗口比较器与集成比较器
-8.15 关于电压比较器的讨论
-8.16 常见非正弦波和矩形波发生电路的组成
-第四周作业题
-8.17 矩形波发生电路
--矩形波发生电路
-8.18 三角波-方波发生电路
-8.19 锯齿波发生电路和压控振荡电路
-EDA3 三角波发生电路->锯齿波发生电路->压控振荡电路的结构变化
-实验五 非正弦波发生电路的测试
-8.20 波形变换电路
--波形变换电路
-EDA4 波形变换电路的设计与实现
-8.21 信号转换电路
--信号转换电路
-8.22 关于信号转换电路的讨论
-9.1 概述
--概述
-9.2 变压器耦合功率放大电路
-第五周作业
--第五周作业题
-实验六 压控振荡电路的参数选择与调试
-9.3 OTL电路
--OTL电路
-9.4 OCL电路和BTL电路
-9.5 OCL电路最大输出功率及效率的估算
-9.6 OCL电路中晶体管的选择
-实验七 功放管及其散热器展示
-9.7 功率放大电路的讨论一（读图练习）
-9.8 功率放大电路的讨论二（电路的识别和故障分析）
-10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
-10.2 单相半波整流电路
--单相半波整流电路
-第六周作业
--第六周作业题
-EDA5 数字式仪表的设计与仿真
--数字式仪表的设计
-10.3 单相桥式整流电路
--单相桥式整流电路
-10.4 电容滤波电路
--电容滤波电路
-10.5 其它滤波电路
--其他滤波电路
-10.6 稳压电路的性能指标及稳压二极管
-10.7 稳压管稳压电路的工作原理和主要性能指标
-10.8 稳压管稳压电路的设计
-实验八 稳压管稳压电路的设计及实现
-10.9 串联型稳压电路的组成
-10.10 串联型稳压电路中调整管的选择
-第七周作业
--第七周作业题
-10.11 关于串联型稳压电路的讨论
-10.12 集成三端稳压器及其基本用法
-10.13 基准电压源三端稳压器及其基本用法
-实验九 稳压电源性能指标的测试
-10.14 关于线性稳压电源的讨论
-10.15 开关型稳压电路的特点和基本原理
-10.16 串联开关型稳压电路
-10.17 并联开关型稳压电路
-第八周作业
--第八周作业题
-调查问卷
-期末考试
