開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器使用一個(gè)開(kāi)關(guān)元件(通常是一個(gè)或兩個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(mosfet))和能量存儲(chǔ)裝置(一個(gè)電感),以有效調(diào)節(jié)的輸入電壓到一個(gè)較低的(“巴克”)或更高( “升壓”)的輸出電壓。
電感器執(zhí)行在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的基本作用。在降壓調(diào)節(jié)器,該晶體管被通電時(shí),磁場(chǎng)在電感積聚,存儲(chǔ)能量。電感兩端的電壓降(即正比于晶體管的占空比)反對(duì)(或“蚊」)的輸入電壓的一部分。當(dāng)晶體管關(guān)斷時(shí),電感器反對(duì)通過(guò)經(jīng)由二極管翻轉(zhuǎn)其電動(dòng)勢(shì)(emf)并提供給負(fù)載本身電流中的變化。
在升壓轉(zhuǎn)換器電流從輸入流時(shí),晶體管被接通。此穿過(guò)電感器和晶體管,具有能量被存儲(chǔ)在電感器的磁場(chǎng)。沒(méi)有電流通過(guò)二極管和負(fù)載電流由在電容器中的電荷供給。然后,當(dāng)晶體管截止時(shí),電感反對(duì)在當(dāng)前任何壓降通過(guò)反轉(zhuǎn)其電動(dòng)勢(shì),升壓電源電壓,電流,由于此升壓電壓,從源通過(guò)電感和二極管流向負(fù)載,以及再充電的電容器(圖1)。
圖1:有電流在升壓轉(zhuǎn)換器時(shí),在晶體管(sw)被關(guān)斷。
在穩(wěn)態(tài)條件下在降壓轉(zhuǎn)換器,在該電感器(il)的平均電流等于輸出電流iout。由于電壓輸入是一個(gè)方波,電感電流不是恒定的,而是在一最大值和最小值之間波動(dòng)與輸入電壓接通和關(guān)閉。的最大和最?。é膇l)之間的差被稱(chēng)為峰 - 峰值電感電流紋波(圖2)。
圖2:輸入電壓開(kāi)關(guān)引起監(jiān)管機(jī)構(gòu)的電感紋波電流。
反過(guò)來(lái),電流脈動(dòng),結(jié)合輸出濾波電容器的等效串聯(lián)電阻(esr),使輸出電壓紋波周?chē)O(shè)置電壓(見(jiàn)技術(shù)專(zhuān)區(qū)文章“電容的選擇是關(guān)鍵良好穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)”)。
電感器的選擇是在由電感電流的所需峰 - 峰值和開(kāi)關(guān)頻率部分來(lái)確定。對(duì)于給定的工作頻率,一個(gè)較大的電感降低峰 - 峰電流(因?yàn)殡娏鞯男逼律仙吧祲菏禽^淺這樣的繞組)。然而,電感值成反比的開(kāi)關(guān)頻率為等于峰 - 峰紋波電流。通過(guò)增加開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的工作頻率,以更少的循環(huán)和/或用于線圈較細(xì)的電線,和一個(gè)較小的芯可以使用的電感器,減少了電感器的體積,由于這樣的事實(shí),通過(guò)以高頻率操作所述電感器不具有存儲(chǔ)切換事件之間的能量[1](另見(jiàn)技術(shù)專(zhuān)區(qū)的文章“在完成一個(gè)基于模塊的電源解決方案的電感器的作用”)。