
011
简单说,它就是通过快速开关MOS管来控制能量传递,实现高效稳压的电源。相比LDO(线性稳压器),开关电源效率高、发热小,适合输入输出电压差大的场合。
实现稳压需要一个控制系统(负反馈)。从自动控制理论我们知道,当电压上升时通过负反馈把它降低,当电压下降时把它升上去,这样就形成了一个控制环路。

LDO:简单、安静(噪声小),但体积大,效率低,发热大。
开关电源:体积小,效率高(可达90%以上),支持升压/降压/反压,但噪声大,设计复杂。
Buck(降压):输出比输入低

Boost(升压):输出比输入高

Buck-Boost:可升可降,还能反相

小贴士:有时候我们会在开关电源后面再加一个LDO,既能高效降压,又能获得干净稳定的电压!
021
效率不是固定值!它与输出电压Vout密切相关。
一般来说:
占空比越大,效率越高
输出电压越大,效率越高
电源的效率公式:η = Pout / (Pout + Pd),其中Pout为输出功率,Pd为耗散功率。

通过实际计算可以发现:
假设输入5V,输出1A
当Vout=3.3V时,效率可达95%
当Vout=1V时,效率可能只有88%
由此可见,输出越大(即占空比越大),效率就越高。所以设计时要根据实际输出选择合适的拓扑和工作点。
031
在应用中,只有一个上管开关的就是非同步的,上下管都有场效应管的就是同步的。

使用二极管续流
输出电流变化时,二极管的电压降恒定
效率较低(二极管有压降)
成本较低
适合高输出电压应用
使用MOS管代替二极管
导通电阻Rds_on非常小(毫欧级别)
效率较高
需要额外的控制电路
成本较高
适合低输出电压、大电流应用
选择建议:
对于低输出电压,采用同步的效果非常明显,影响效率的主要就是续流二极管的损耗;对于较高的VOUT,采用同步还是非同步差别不大。
041
如Buck、Boost、Buck-Boost
结构简单、体积小、成本低
输入输出不隔离,有触电风险,抗干扰差

如反激、正激、半桥、全桥
通过变压器隔离,安全、抗干扰强
体积大、成本高、设计复杂

应用场景:
隔离电源常用在家电、工业设备、医疗设备等对安全要求高的场合。
051

固定频率,调节脉冲宽度
重负载效率高,噪声小
轻负载效率低
固定脉宽,调节频率
轻负载效率高
噪声大,EMI难处理
注:本资源仅供学习交流,请勿用于商业用途。