笔记本开关电源

会员194937

随着电力电子技术的发展和创新，使得开关稳压电源技术在不断地变化，这为开关稳压电源提供了广泛的发展空间。
下面，将以笔记本电脑主板上实际应用到的开关稳压电源，来为大家分析一下它的工作原理。
    如图3-4-8所示，电路由PWM控制芯片U1、两个开关MOS管M1、M2、电感L1、电容C0和负载RL等电子元件组成。通过U1芯片的控制，可以使得MOS管 M1、M2相互交替导通。即当U1控制M1导通、M2关闭时，Vin的电压可以通过M1给电感L1提供能量。M1关闭、M2导通时，Vin的电压被关闭，将停止向负载提供电源。由此，在M1开关接通期间，电源Vin向负载提供能量。当M1开关被断开时，输入电源Vin便中断了能量的提供。但是有一点，即输入电源向负载提供能量必须是连续可变的，为了使负载能得到连续的电源供给，开关稳压电源必须还要有一套储能装置，即在M1开关接通时，将一部份能量储存起来。在M1开关断开时，再向负载释放。图中，由电感L1、电容C0和M2组成的电路，就具备了这种储能的功能。我们知道，电感元件具有存储能量的特性，它可以用来储存电能，在M1开关断开时，储存在电感L1中的能量通过M2构成回路，释放给负载RL，使得负载能够得到连续而稳定的电压输出。 http://www.qiumanliang.com



图 3-4-8 典型开关稳压电源模型

    此外，还有一点非常重要的概念是，开关管M1、M2导通时间的长短，是可以由U1来控制的，当系统侦测到电源负载RL变大时，U1则会自动增加M1的导通时间，来维持更大的负载电流消耗。负载RL变小时，则反之。至于输出到负载RL电压的大小，可以通过以下公式来简单表示，其中D=TON/T，TON为M1开关管每次的导通时间。T为M1开关管整个开关的周期时间，为TON和M1开关管关闭TOFF时间之和 。



    由上式可知，改变开关管的接通时间和工作周期的比例，A点电压的平均值也将随之改变。因此，随着负载的变化，自动调整TON和T的时间比例，便能使输出电压V0维持不变。当然，开关电源所输出的电流是需要有一定范围的，即在一定负载功率范围内，可以实现自动调节。通常来讲，如果系统负载超出了该开关稳压电源的额定功率输出后，PWM控制芯片会自动关闭其电压输出。我们能够看到的过载电源现象，就是电脑主机自动断电的过程。改变接通时间TON和工作周期比例，亦即改变脉冲的占空比，这种方法称为“时间比率控制”（Time Ratio Control，缩写为TRC）。