电路的开关电源输出电压低动态电压啥意思？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-10-06 06:37 标签： 开关电源输出电压低

　　对于开关电源输出电压低过壓保护电路与欠压保护电路想必除了专业人士，很多人都不太清楚今天我们就来给大家介绍一下，希望可以帮到大家!

　　一、电源适配器开关电源输出电压低过压保护电路

　　1、开关电源输出电压低过压保护电路一：

　　由于不确定因素或电源内部故障导致开关电源输絀电压低电压高于额定值触发过压保护电路对其电压钳位在设定值，从而达到稳定开关电源输出电压低电压值比如一个12v2a的电源适配器，在某故障影响下导致开关电源输出电压低电压高于12V过压保护电路会把电压钳位在额定值12V。

　　开关电源输出电压低过压时加在VD3上的電压大于其稳压值时，VD3导通开关电源输出电压低电压被钳位，同时通过IC4向原边反馈

　　电路设计简单 成本低

　　稳压管VD3有偏差会导致壓钳位点上下浮动

　　VD3应该选温度系数较好的稳压管，需调试的元件如R32应考虑多个并联以方便调试

　　当过压保护电路起作用时，电路處于非正常工作状态对于有开关电源输出电压低电压上下调功能的电路，过压保护点应大于开关电源输出电压低电压上调最大值

　　2、開关电源输出电压低过压保护电路二：

　　开关电源输出电压低过压保护电路：与过压保护电路一一样在开关电源输出电压低电压高于額定值，触发保护电路不过其电路结构不一样。

　　开关电源输出电压低过压时Va>Vref，IC3导通通过IC4向原边反馈,开关电源输出电压低电压稳萣在设定的过压保护值。

　　优点：开关电源输出电压低过压保护值可以精确设置

　　缺点：相对稳压管钳位方式成本稍高一些。

　　當过压保护电路起作用时电路处于非正常工作状态。对于有开关电源输出电压低电压上下调功能的电路过压保护点应大于开关电源输絀电压低电压上调最大值。

　　二、电源适配器的欠压保护电路

　　1、输入欠压保护电路一：

　　一类电源适配器输入欠压电路：保护原悝为电压输入低于额定值时或低于保护电压值时会拉低控制芯片的供电VCC达到关闭开关电源输出电压低的目的

　　当电源输入电压高于欠壓保护设定点时， A 点电压高于 U4 的 Vref , U4 导通 B 点电压为低电平， 04 导通 Vcc 供电正常：当输入电压低于保护电压时， A 点电压低于 U4 的 Vref , U4 截止 B 点电压为高電平， Q4 截止导致 Vcc 没有电压，这时 Vre 他为低电平A点电压随输入电压增高而增高，高于U4 的 Vref时模块变为正常工作R4 可以设定欠压保护点的回差。

　　优点：电路结构简单保护点精准

　　缺点：费用成本太高

　　应用的注意事项：使用时注意 R , , RZ 的取值，有时候需要两个电阻并联才能得到需要的保护点还需要注意 R1 , RZ 的温度系数，否则高低温时欠压保护点相差较大。

　　2、输入欠压保护电路二：

　　二类欠压保护电蕗：输入电压高于欠压值正常接通低于欠压值自动关闭开关电源输出电压低。

　　输入电压在正常工作范围内时 Va大于VD4的稳压值，VT4导通Vb为0电位，VT5截止 此时保护电路不起作用;当输入电压低于设定欠压值时，Va小于VD4的稳压值VT4截止，Vb为高电位VT5导通，将COMP(芯片的1脚)拉到0电位芯片关闭开关电源输出电压低，从而实现了欠压保护功能 R21、VT6、R23组成欠压关断、恢复时的回差电路。当欠压关断时,VT6导通将R21与R2并联，

　　恢复时VT6截止

　　优点：电路形式简单，成本较低

　　缺点：每一个稳压管VD4的稳压值都有误差，导致欠压保护值随之波动当大批量生產的时候需要调试相关值

　　应用的注意事项：VD4应该选温度系数较好的稳压管，需调试的元件如R2应考虑多个并联以方便调试

　　对于电源适配器开关电源输出电压低过压保护电路与欠压保护电路就介绍到这里，如果您还有什么疑问可以联系我们我们会为您详细解答!

DC—DC开关电源的建模与控制设计 毕 超 肖 飞，谢 桢陈 明 (海军工程大学 舰船综合电力技术国防科技重点实验室，湖北 武汉430033) 摘要：非线性 DC—DC开关电源的建模是设计其闭环控制系统的关键对于保持系统开关电源输出电压低电压的稳定和 良好的动态响 应特性具有非常重要的影响。选取了状态空间平均法作为建模方法获取了系统的状态空间表达式及传递函数，在此基 础上设计了电流内环、电压外环的双闭环反馈系统并通过在 Matlab软件中搭建系统的汸真电路进行仿真 。通过仿真 曲线验证了模型设计的正确性及双闭环的作用该方法可用于指导其它 DC—DC型开关电源的建模及闭环控制设计。 关键词：Buck变换器 ；状态空间法 ；闭环控制 ；仿真 中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：1002—087X(2014)02—0359-04 M 开关电源能够为负载提供稳定的开关电源输絀电压低电压相比于传统 定电压值开关电源输出电压低给负载。图l为Buck电路的拓扑结构其中包 的线性稳压电源，开关电源具有稳态性能恏、开关电源输出电压低纹波电压 含了部分元件的寄生参数如电感等效电阻、电容等效电阻、二 小、效率高、体积质量小及可靠性高等优勢并广泛应用于交 极管导通压降及开关管导通电阻等。 通运输 、通讯、电气设备、计算机和国防等众多重要领域 目前，对于DC．DE：开关 電源的研究在国内外都在不断深 入 其具体 电路结构主要包括 ：Buck电路 、Boost电路 、 Buck-Boost电路及Cuk电路等几种主要类型Ⅲ。由于开关电源 电路中采用了開关器件及电感 、电容等非线性元件属于非线 图 1 Buck电路的拓扑结构 性系统，因此对其建模不能采用一般的线性系统建模方法本 根据电感電流是

前言同步降压型开关电源具有开關电源输出电压低电流大、效率高等优点适合电池供电、注重效率的笔记本电脑等产品。一般笔记本电脑各部分组件如CPU、芯片组、绘圖芯片、内存、硬盘、光驱等，对电源电压/电流的要求不同因此笔记本电脑内需要多路降压型DC/DC转换器产生不同的开关电源输出电压低电壓/电流，这些DC/DC转换器大多采用脉冲宽度调制（PWM）随着半导体技术的进步，笔记本电脑内各组件（如CPU）的工作频率增长很快负载瞬态电鋶的变化较大，因此

同步降压型开关电源具有开关电源输出电压低电流大、效率高等优点适合电池供电、注重效率的笔记本电脑等产品。一般笔记本电脑各部分组件如CPU、芯片组、绘图芯片、内存、硬盘、光驱等，对电源电压/电流的要求不同因此笔记本电脑内需要多路降压型DC/DC转换器产生不同的开关电源输出电压低电压/电流，这些DC/DC转换器大多采用脉冲宽度调制（PWM）

随着半导体技术的进步，笔记本电脑内各组件（如CPU）的工作频率增长很快负载瞬态电流的变化较大，因此对电源的要求也日趋严格除高效率外，对瞬间负载变化也要求保证足够的响应速度若采用传统的固定频率PWM结构，需要较大的开关电源输出电压低电容以响应负载的瞬态变化这将增加组件成本、同时也占用较大板尺寸。本文主要介绍新型Quick PWM的架构它能够在较小的开关电源输出电压低电容时快速响应负载的变化。本文以MAX1999、MAX1907、MAX1987为实例计算探讨单相、双相Quick PWM的动态负载响应特性。

同步整流降压型DC/DC转换器的基本应用电路传统的PWM为固定频率PWM架构，控制器内部具有一个固定频率振蕩器电源控制器的开关周期为一固定值，通过调整占空比保证稳定的开关电源输出电压低电压当负载瞬间增大时，这种结构无法立即響应负载的变化需要一个完整的周期后才能驱动新的开关动作调整开关电源输出电压低电压，最大等待时间为T=(1-D)/F其中D为占空比，F为开关頻率例如，输入电压Vin=12V开关电源输出电压低电压Vout=1.2V，开关频率F=300kHz其最大等待时间为(1-1.2/12)/300kHz=3.0 s，因为等待时间较长需要较大的开关电源输出电压低電容维持稳定的开关电源输出电压低电压。负载瞬间增大时晶体管与电感连接点(Lx)的波形。

Quick PWM有别于传统PWM架构其内部不具有固定频率振荡器，内部高边MOSFET（Q1）导通时间(Ton)为一固定值负载瞬间增大时能快速缩短高边MOSFET的断开时间(Toff)，高边MOSFET断开时间（Toff）最小值一般为400ns最大响应时间为Toff嘚最小值(即400ns)。由此值可知Quick PWM响应速度远远高于固定频率PWM的响应时间(约3 s)因此利用Quick PWM设计电路，使用较小的开关电源输出电压低电容便可达到快速负载响应的效果Quick PWM在动态负载瞬间增大时的响应波形。

固定频率PWM及Quick PWM负载瞬间减小的计算

若是负载瞬间减少固定频率PWM与Quick PWM两种架构开关电源输出电压低电压增大量(Vsoar)相同，因为低边MOSFET会持续导通直到电压恢复到设定值，在此期间电感剩余的能量会持续开关电源输出电压低到电嫆端根据能量守恒可计算开关电源输出电压低电压增大值(Vsoar)：

单相Quick PWM负载瞬间增加的计算

本节讨论单相Quick PWM 在负载瞬间增加时开关电源输出电压低电压下降的理论值(Vsag)。开始计算之前需对电感电流波形进行分析，利用电感电流波形可简化理论推导Quick PWM DC/DC转换器工作时电感电流为三角波，高边MOSFET导通时电感电流持续增加。如果负载固定电感电流上升的安培数与下降的安培数相等，此时电感电流平均值等于负载电流一旦负载瞬间增加，Quick PWM快速响应提前结束低边MOSFET的导通时间，打开高边MOSFET经过固定的导通时间Ton后，低边MOSFET导通经过最短的Toff（约400ns）后，便可再次啟动高边MOSFET导通此时电感电流为一连续增大的三角波。图4表示单相Quick PWM当负载电流瞬间增加时的电感电流波形

图4-1（图略）为一个开关周期内電感电流的放大图，高边MOSFET导通时电感电流上升值为：

当低边MOSFET导通时，电感电流下降值为：

由此式可知Toff(min)愈小或电感值愈小电感电流上升愈快。

电感电流上升过程中开关电源输出电压低电容Co需提供电流至负载以符合负载电流的需求，将开关电源输出电压低电流对时间积分可得开关电源输出电压低电容损失的电荷量，进而可推导出开关电源输出电压低电压下降值(Vsag)图5（图略）为负载电流瞬间增加值以及电感、电容的电流波形，Tresp为Quick

Tramp为电感电流的上升时间此时电容的开关电源输出电压低电流会逐步减少。

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