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反激式开关电源【电源专栏】

一、升降压电路（ BUCK-BOOST 电路）  1.1电路简介电路结构如下图，电路图由以下部分组成：

  • MOS 管：开关电源的开关。接受PWM波形信号，高电平管子打开，低电平管子关闭。

  • 电感 L ：充放电。吸收电源的能量，并向后级电路释放。

  • 二极管 D：指定电流的流向。

  • 电容 ：平滑输出电流。


图1.1 BUCK-BOOST 电路原理图1.2 MOS 管打开当在 PWM 波高电平时，MOS 管打开，电源给电感充电，在电感上形成上上正下负的电压。

图1.21.3 MOS 管关闭当在 PWM 波低电平时， MOS 管关闭，电感上的电源突然撤走，电感上感应出与电源供电方向相反的感应电动势，形成如下图的电流方向给负载供电。

图1.31.4电路说明1.4.1升降压BUCK-BOOST 电路输入输出存在公式（理想公式）：

其中 D 为 PWM 波的占空比，就是通过调节占空比来实现升降压：

  • 当需要升压时 ，调大占空比，让电感可以吸收更多的能量，增大感应电动势；

  • 当需要降压时，调小占空比，让电感不吸收很多的能量，减小感应电动势。

1.4.2注意上述介绍的电路是最简单、最理想的 BUCK-BOOST 电路，只是为了说明一下电路原理，有很多问题都没有说清楚，如：

  • 如果供电电源负极是地的话，那么在电路图上二极管正极那一点的电压其实是负电位，需不需要抬高？

  • 供电电源如果是电池或者输出没有达到预期，需不需要添加输出到 PWM 波控制电路的反馈？

  • BUCK-BOOST 电路原理很久就提出了，有没有好用、简单的芯片？怎么选择？等等





二、手机充电器原理2.1初代电源原理下面是最初代手机充电器的原理，最终可以得到输出稳定的 5V 电源给手机充电。

图2.1但是这种手机充电器很少被使用，原因：

  • 线性电源功率密度低；

  • 发热严重；

  • 体积大。


图2.22.2现代开关电源原理其中仍然有全桥整流电路和变压器，但排列位置发生了变化，同时原来的 LM7805 被一颗 MOS管和控制芯片取代。
看到下面的电路，就发现和最开始的 BUCK-BOOST 电路的相似之处了。

图2.3产生了一个方波加在了变压器的左侧绕组上，在变压器的右侧绕组上感应出另一个比较小的电压，经过滤波，就输出 5V 的直流电 （后面会详细讲解）。
2.3比较两个电路2.3.1变压器体积更小
第一个电路中 220V 的交流电被直接送入变压器，然后输出经过整流滤波就变成了直流电；
第二个电路就比较麻烦了，先把 220V 的交流电整流滤波变成直流电，然后将直流电转变成方波才送入变压器中，最后输出直流电。
之所以弄得这么麻烦，就是为了减小体积和减少发热。
最初的 220V 交流电频率只有 50HZ，而送入变压器的方波频率可达 65KHZ 甚至更高，频率更高的好处就是可以使用更小的变压器。

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