DC-DC变换器：线性稳压器和开关型对比

有部分电源板,主电源的输出电压不只一组,可能有两组或者更多组,这几组输出电压中有的是直接由二次侧整流滤波输出,而有的则是由DC-DC变换器将整流滤波形成的直流电压变换成另一直流电压后所得到的。

DC-DC变换器即直流-直流变换器,它主要有线性稳压器和开关型DC-DC变换器两种类型,两者各有优缺点,适用于不同场合。

图2-37 线性稳压器的基本电路

1.线性稳压器

线性稳压器的基本电路如图2-37所示,它主要由串联调整管VT1、控制电路(或叫误差放大器)以及取样分压电阻等组成。其特点是:调整管工作在线性区域(线性稳压器因此得名);输入电压U_IN＞U_OUT。线性稳压器是通过输出电压反馈,经误差放大器等组成的控制电路来控制调整管的管压降U_DO(即电压差)来达到稳压的目的的。

海信RAG7.820.484A型电源板的28V电压形成电路如图2-38所示,该电路由三端稳压集成电路LM817T及少量外接元器件组成。电路中,R930、R929是接在输出端的分压电阻,当输入电压的变动或负载电流的变化引起输出电压变动时,通过反馈及控制电路,能够使输出电压基本不变。VD813起保护作用。若无此二极管,当输出电容C865被充电至输出电压,同时LM817T的输入端短路至接地时,稳压器将出现反向电压,即输出端电压高于输入端电压,容易引起稳压器损坏。为了避免出现这种故障,故电路中增加了一个反向二极管钳位。(www.xing528.com)

图2-38 典型的线性稳压器

2.开关型DC-DC变换器

液晶彩电电源板上的DC-DC变换器通常采用开关型DC-DC变换器,它工作在开关状态,主要由一块集成电路和少量的外围元器件构成,集成电路常见型号有UC3843、LM2596、8005QL等。

图2-39所示是长虹FSP205-4E01型开关电源中的主电源输出端的主+5V电压形成电路。电路中的12V、24V电压来自主电源二次整流滤波电路,集成电路U2(UC3843)是开关电源中常见的PWM电源控制芯片,Q10为开关管,L5为储能电感,D16为续流二极管,C43、L6、C44构成π形滤波器,R67、R89和U2内部稳压控制电路组成稳压电路。

该电路的工作过程是:当主电源进入工作状态有12V、24V电压输出时,12V电压经L4加到开关管Q10的D极,作为Q10的工作电压;24V电压经R62加到U2的⑦脚,作为U2的工作电压。U2的⑦脚得电后开始工作,U2的④脚外接元器件和内部电路组成的振荡电路产生振荡脉冲信号,经集成电路内部处理后,从⑥脚输出驱动脉冲信号,送到Q10的G极,使开关管Q10工作在开关状态。在开关管导通时,12V电压经L4、Q10、L5(储能电感)和C43、L6、C44构成回路,充电电流不仅在C43、C44上建立直流电压,同时L5也产生左正右负的电动势,即L5储存能量。当开关管截止时,L5中的电动势反转,即左负右正,于是L5右端的正电压通过C43、L6、C44→地→D16负极→L5左端构成放电电路,并在C43、C44上建立直流电压,继续为负载供电。这样,通过稳压电路可实现输出电压的稳定,就将12V的直流电压变换成了5V的直流电压。该+5V(常称为主5V)送往信号处理板,作为信号处理板小信号处理电路的工作电压。