串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路工作原理

圖8-18所示是串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路原理方框圖，通過這一方框圖可以掌握串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路的基本工作原理。電路中，VT1是開關(guān)三極管，Ll是儲(chǔ)能電感，VD1是續(xù)流二極管，Cl是濾波電容，Rl是穩(wěn)壓電源的負(fù)載電阻。Ui是未經(jīng)穩(wěn)壓的直流輸入電壓，它來自于整流電路的輸出端。Uo是經(jīng)過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后的直流輸出電壓。

電路組成

從電路中可以看出，開關(guān)管VT1和儲(chǔ)能電感Ll串聯(lián)在輸入電壓和負(fù)載之間，所以這是串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路。

電路中還設(shè)有取樣電路、基準(zhǔn)電壓電路、比較放大器和脈沖調(diào)寬電路，前面三種電路與串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電路中的取樣電路、基準(zhǔn)電壓、比較放大器作用一樣。

脈沖調(diào)寬電路用來控制開關(guān)的導(dǎo)通與截止，通過開關(guān)管VT1控制開關(guān)穩(wěn)壓電路的直流輸出電壓，達(dá)到穩(wěn)定直流輸出電壓的目的。

電路工作原理

關(guān)于串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓電路的工作原理主要說明下列幾點(diǎn)。

穩(wěn)壓過程

由于VT1導(dǎo)通與截止受到VT1基極脈沖電壓控制，所以VT1工作在導(dǎo)通、截止的開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)穩(wěn)壓電路名稱由此而來。

若VT1導(dǎo)通的時(shí)間長(zhǎng)、截止的時(shí)間短，在Ll中儲(chǔ)存的磁能就多，穩(wěn)壓電路的輸出電壓就大。若VTl的導(dǎo)通時(shí)間短、截止時(shí)間長(zhǎng)；則L1中的磁能就少，穩(wěn)壓電路的輸出電壓就小。顯然，改變VT1基極上的脈沖特性，就麓改變穩(wěn)壓電路靜輸融電壓。

當(dāng)開關(guān)穩(wěn)壓電路輸出端的直流工作電壓大小波動(dòng)時(shí)，通過取樣電路取出直流輸出電壓大小波動(dòng)的成分（電壓）加到比較放大器中，在比較放大器完成與基準(zhǔn)電壓的比較和放大，輸出誤差控制電壓給脈沖調(diào)寬電路，再控制開關(guān)管VT1基極上的脈沖特性，控制VT1導(dǎo)通與截止特性，穩(wěn)定直流輸出電壓。

串聯(lián)穩(wěn)壓開關(guān)電路圖（一）

波形分析及輸出電壓平均值

關(guān)鍵技術(shù)：大功率高頻管，高質(zhì)量磁性材料

穩(wěn)壓原理：若某種原因使輸出電壓升高，則應(yīng)減小占空比。

串聯(lián)穩(wěn)壓開關(guān)電路圖（二）

電路組成∶電路中，VT1是開關(guān)三極管，L1是儲(chǔ)能電感，VD1是續(xù)流二極管，C1是濾波電容。從電路中可以看出開關(guān)管VT1和儲(chǔ)能電感L1與負(fù)載電路是串聯(lián)在電路當(dāng)中，所以是串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路。

當(dāng)開關(guān)管VT1導(dǎo)通時(shí)，直流輸入電壓Ui產(chǎn)生的電流流過儲(chǔ)能電感L1，這一電流對(duì)電容C1充電和流入負(fù)載電路。同時(shí)儲(chǔ)能電感產(chǎn)生左正右負(fù)的自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流增大。使C1的電壓不至于太高。

當(dāng)VT1截止的時(shí)候，直流輸出的Ui電壓不能加到儲(chǔ)能電感L1上，輸入電壓與穩(wěn)壓電路暫時(shí)脫開。由于開關(guān)管VT1從飽和導(dǎo)通突然轉(zhuǎn)為截止，儲(chǔ)能電感L1產(chǎn)生左負(fù)右正的自感電壓阻礙電路中電流減小，自感電壓產(chǎn)生的電流通過C1、VD1構(gòu)成回路。這一過程對(duì)C1構(gòu)成充電回路，補(bǔ)充濾波電容C1中的能量，這種電路中的二極管VD1稱為續(xù)流二極管。在開關(guān)管VT1截止期間，由電容C1對(duì)負(fù)載電路放電，為負(fù)載電路提供直流工作電壓。