BOSHIDA電源模塊 電源基礎知識 開關電源控制器

BOSHIDA電源模塊 電源基礎知識 開關電源控制器
如果完整地看一個開關穩壓器實物的話，經常可以看到一些大體積尺寸的元件，如功率半導體、電感、濾波電容等。但是，控制電路一般主要包括小信號、低功率元件，這些元件可以非常方便地被集成IC里面，同時這個集成電路還可以包括許多其他控制，而不僅僅只是PWM發生器。因此，真正的開關穩壓調節器的原理圖如圖2.9所示(當然，這里進行了一些合理的簡化)。

框圖右側的功率器件是相對獨立的單元，而其他部分，如PWM發生器，以及左側可編程的元件，它們是控制器的一部分。 但是，現實的開關電源控制器可能還包含有其他功能，至少包括如下一種或是多種功能:

基本控制功能
軟啟動
反饋補償
電壓前饋
外部關斷
死區時間控制
斜坡補償
同步功能
功率器件驅動

保護功能
電流采樣以及限流保護
過電流關斷
過壓和欠壓檢測
欠壓鎖定
過溫保護

其他一些拓撲特殊功能
獨特的控制算法
多路輸出
輔助偏置電壓
負載均流
電源使能信號
跟蹤功能
這些討論甚至還沒有包括一些復雜附加的功能，例如當輸入電源是50/60Hz交流電時，還會有其他額外的功能需要。
上述許多功能在余下章節中會詳細探討，但是我們首先必須對離線式電源構架需要有一個簡單的整體認知，如圖2.10所示 (注意:這里說的“離線”是指電源通過AC交流供電工作，而不是指“沒有連接”)。
電源是通過AC交流側來供電的，所以它包括一個工頻的AC/DC整流橋和濾波電路，緊接著是一個高頻 DC/AC轉換環節。將能量輸入功率變壓器的原邊一次側，功率變壓器在這里主要起到兩個作用: 一個是高壓安全絕緣隔離，另一個即為實現降壓。
來自變壓器副邊繞組的電壓(可以有多個副邊繞組)通過整流和濾波得到可用的直流輸出。主輸出經過采樣與內部參考電壓進行比較，并通過某種形式的安全隔離器件(一般為光電耦合器)將誤差信號反饋送回原邊側的PWN控制器。控制電路本身通常電需要一定的直流偏置電壓來維持正常工作， 而最常見的供電方法是從變壓器上再增加一個輔助繞組來得到。
必須注意的是，雖然此示意原理圖中沒有畫出來，輸出端仍然可以使用線性穩壓器來實現最終的輸出要求，只不過此時副邊側輸出作為前級。用來產生一個受控的較低輸出電壓。這樣的好處顯而易見:它既實現了高效率。同時線性穩壓器天然的低開關噪聲。這對供電敏感的系統變得很有意義。雖熱高額開關技術的出現使得電源的尺寸、重量、發熱量得到極大改善，但是這些好處也面臨著挑戰，如設計復雜度增加，元器件數量增加，以及電磁噪聲干擾等。

審核編輯黃宇