PWM开关稳压电源设计：DCDC转换实例

"DCDC设计实例，PWM开关稳压电源，升压型变换器，串联反馈式稳压电路，电感储能，电容充电，脉宽调制，占空比" 在电子工程领域，DCDC转换器是一种至关重要的电源管理设备，它能够实现不同直流电压之间的转换。本设计实例聚焦于PWM（Pulse Width Modulation）开关稳压电源的设计，这是一种高效的电压转换方法。 PWM开关稳压电源的核心思想是通过控制开关元件（如MOSFET或BJT三极管）的导通和截止时间比例（占空比q）来调节输出电压。在描述的实例中，电路包括了LC滤波器、三角波电压发生器以及比较器，这些组件共同作用于控制电路，确保输出电压的稳定。 当输入电压Vi经过整流滤波后，比较器会对比输出电压Vb和固定的三角波电压，根据比较结果调整开关元件的工作状态。当Vb大于零，三极管饱和导通，电感开始储能，电容充电；而当Vb小于零，三极管截止，电感通过二极管释放存储的能量到负载，从而维持输出电压Vo。输出电压Vo与输入电压Vi的关系由占空比q决定，即Vo=qV1。 设计要求输入电压1-2V升压至5-20V，为此采用了一种升压型DC/DC变换器。在工作过程中，开关管VT在导通时，电流流经电感L，电感储存能量；在截止时，电感电压反转，二极管VD导通，电容C被充电，从而使得输出电压UO高于输入电压UI。占空比D决定了输出电压的大小，例如，当D=0.9时，输出电压UO=13.2V；D=0.5时，UO=15.0V。 此外，方案3提到了串联反馈式稳压电路，这种电路中调整管工作在线性放大区，虽然可以提供稳定的输出，但在大负载电流情况下，调整管的集电效率较低，因为大部分能量消耗在调整管的集电极上，导致电源效率不高。 总结起来，DCDC设计实例主要涵盖了PWM开关稳压电源的设计原理，包括升压型变换器的工作机制，电感和电容在储能及电压调节中的作用，以及如何通过改变占空比来调整输出电压。同时，也对比了串联反馈式稳压电路的效率问题。这样的设计对于理解和应用电源管理技术，特别是在低功耗和高效能电子设备中具有很高的实用价值。