開關式穩壓器的基本:降壓運作原理

從這裡開始以最常利用的降壓型開關式穩壓器為例,說明運作原理。

降壓DC / DC變(轉)換藉由開關對所謂VIN的直流電壓進行時間分割,接著再藉由電感和電容平滑化來變換成所希望的直流電壓。降壓DC / DC變換的概念式電路和運作如下所示。

若以PWM運作做説明,在S1 / S2 = =从時提供VIN電壓之時間為25%脈衝周期,而在S1 = / S2 =在時零伏特(接地)狀態為75%脈衝周期,將其脈衝平均化後變為25%之直流。若VIN為10 v則Vo變成25%之2.5 v。

實際的PWM由於被平均化的輸出負載電流會變動,故在時間始終一定的話電壓會依賴負載電流升降。那麼,因為不是穩壓器,所以輸出一下降會增加在時間,從輸入送出更多的能源使輸出電壓上升。輸出電壓充分恢復後,這次將縮短在時間來停止輸出上升。

下方電路為取代概念圖之實際電路。開關S1以MOSFET置換,S2則被置換為蕭特基二極體(肖特基二极管),被割愛之比較電路和控制電路亦有標示。此為代表性開關式降壓電路,亦稱為非同步或二極體整流式。

實際電流及電壓之開關波形也有記載.S1為MOSFET之開關式電晶體,D1為蕭特基二極體,L1為電感,C1為輸出電壓,VIN為輸入電壓。

在這裡己經復習式地說明了開關式穩壓器的基本運作。在進行實際評估時,除了檢查各各節點的電流或電壓波形等之外,亦有必要理解此種基本運作。